電荷守恒定律和庫侖定律

1、人的天職在于勇敢探索真理.-哥白尼 第一講 電荷守恒定律和庫侖定律一、知識(shí)梳理： 1.自然界只有_、_兩種電荷；同種電荷相_、異種電荷相互_。驗(yàn)電器的工作原理是_。 2.電荷的多少叫做_，國際單位是_，符號(hào)是_。電子所帶的電荷量是最小的帶電量，叫做_。帶電體的_之比叫做比荷。 3.起電的三種方式是摩擦起電、_、_。 4.電荷守恒在任一封閉體系中，電荷的總量是_的，它不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，這是電荷的守恒定律。 5.只考慮電荷的帶電量，忽略形狀和大小的理想模型叫做_。 6.庫侖定律：_，其中靜電力常量 k_。 二、難點(diǎn)突破： 1

2、.起電的三種方式的比較： 【例 1】（2011 黃岡）如圖所示，將帶有負(fù)電的絕緣棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)相互接觸且對(duì)地絕緣，下列方法能使兩球都帶電的是（ ） A.先把兩球分開，再移走棒；B.先移走棒，再把兩球分開； C.使棒與甲球瞬間接觸，再移走棒； D.先使乙球瞬間接地，再移走棒。 【變式練習(xí)】 如圖所示，當(dāng)將帶正電荷的球 C 移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí)，枕形導(dǎo)體上電荷的移動(dòng)情況是（ ） A.枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B 端移動(dòng)，負(fù)電荷不移動(dòng)； B.枕形金屬導(dǎo)體中的負(fù)電荷向A 端移動(dòng)，正電荷不移動(dòng)； C.枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B 端和 A 端移動(dòng)； D.枕形金屬

3、導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A 端和 B 端移動(dòng)。 2.庫侖定律和萬有引力定律的聯(lián)系與區(qū)別： 【例 2】設(shè)某星球帶負(fù)電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1000km 的地方，若將同樣的電子粉塵帶到距離星球表面 2000km 的地方相對(duì)于該星球無初速度釋放，則此電子粉塵（ ） A.向星球下落； B.仍在原處懸??； C.推向太空； D.無法判斷。 【變式練習(xí)1】光滑絕緣水平面上，兩個(gè)相同的小球帶有等量異種電荷，用輕質(zhì)絕緣彈簧相連靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為 x1；若使兩小球的帶電量都加倍，再次靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x2下列結(jié)論正確的是（ ） A.x2=2x1 ； B.x2=4x1； C.x2>4x1 ； D.x

4、2<4x1 。 【變式練習(xí) 2】大小相同的兩個(gè)金屬小球 A、B 帶有等量電荷，相隔一定距離時(shí)，兩球間的庫侖引力大小為 F，現(xiàn)在用另一個(gè)跟它們大小相同的不帶電金屬小球，先后與A、B 兩個(gè)小球接觸后再移開，這時(shí)A、B 兩球間的庫侖力大?。?） A.一定是 F/8； B.一定是 F/4； C.可能是 3F/8； D.可能是 3F/4。 【變式練習(xí) 3】?jī)蓚€(gè)大小相同的小球帶有不等量的電荷，它們相隔某一距離時(shí)，相互作用的庫侖力大小為 F1現(xiàn)將兩小球接觸后又放回到原位置，它們之間相互作用的庫侖力大小為F2下列說法中正確的是（ ） A.若F1 ，則兩小球原來所帶電的電性一定相反； B.若F1 ，則兩小

5、球原來所帶電的電性一定相同； C.若F1=F2，則兩小球原來所帶電的電性一定相同； D.若F1>F2，則兩小球原來所帶電的電性一定相反。 3.力的平衡問題： 【例 3】同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3，恰好都處在平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用。已知 q1、q2間的距離是 q2、q3間距離的2 倍，下列說法可能正確的是（ ） A.q1、q3 為正電荷，q2是負(fù)電荷； B.q1、q3 為負(fù)電荷，q2 是正電荷； C.q1:q2:q3=36:4:9； D.q1:q2:q3=9:4:36?！纠?4】如圖所示，兩個(gè)帶電小球A、B 分別用細(xì)絲線懸吊在同一點(diǎn) O，靜止后兩小球在同

6、一水平線上，絲線與豎直方向的夾角分別為、 (>，關(guān)于兩小球的質(zhì)量 m1 、m2和帶電量q1 、q2，下列說法中正確的是（ ） A.一定有 m1 ， q1 ； B. 可能有 m1 ， q1>q2 ； C.可能有 m1=m2， q1=q2； D.可能有 m1>m2， q1=q2。 三、題型歸納： 【電荷的基本概念】 1.關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是（ ） A元電荷就是電子； B元電荷是表示跟一個(gè)電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量； C元電荷就是質(zhì)子； D物體所帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍。 【起電問題】 2如圖，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A 靠近驗(yàn)電器的小球 B(不接觸時(shí)，驗(yàn)

7、電器的金箔張角減小，則（ ） A金屬球 A 可能不帶電； B金屬球 A 可能帶負(fù)電； C金屬球 A 可能帶正電； D金屬球 A 一定帶正電。 3. 將兩個(gè)完全相同的金屬球 A 和 B 接觸一下，再分開一小段距離，發(fā)現(xiàn)兩小球之間相互排斥，則 A、B兩球原來帶電情況可能是（ ） AA 和 B 原來帶有等量異種電荷； BA 和 B 原來帶有同種電荷； CA 和 B 原來帶有不等量異種電荷； DA 和 B 原來只有一個(gè)帶電。 4.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說法中正確的是（ ） A.摩擦起電現(xiàn)象說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷； B.摩擦起電說明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一

8、個(gè)物體； C.感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分； D.感應(yīng)起電說明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體。 【庫侖定律】 5.（2009 綿陽南山高二期中） 兩個(gè)帶電量都是 q 的點(diǎn)電荷相距 d 時(shí)，它們之間的相互作用力為 F。若使它們距離加倍時(shí)，則它們之間的相互作用力為（ ） AF/2； BF/4； CF/8； DF/16。 6.半徑為 r 的兩個(gè)帶電金屬小球，球心相距3r，每個(gè)小球帶電量都是+q，設(shè)這兩個(gè)小球間的靜電力大小為F，則下列式子中正確的是（ ） A. B. C. D.7.兩個(gè)直徑為 r 的帶電球，當(dāng)它們相距100r 時(shí)的靜電力為 F，當(dāng)它們相距r時(shí)的靜電力為

9、（ ） A. B.104F； C.100F； D.以上答案均不對(duì)。 8.已經(jīng)證實(shí)，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為 2e/3，下夸克帶電為-e/3，e 為電子所帶電量的大小。如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為 l，l=1.5×10-15m，試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力（庫侖力）。 【力的平衡】 9.如圖所示，兩根細(xì)絲線懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 A、B當(dāng)A、B不帶電時(shí)，靜止后上、下兩根絲線上的拉力大小分別為TA、TB使 A、B帶等量同種電荷時(shí)，靜止后上、下兩根絲線上的拉力大小分別為TA/、TB/下列結(jié)論正確的是（ ） A.TA/=TA

10、 ，TB/ >TB； B.TA/=TA ，TB/ B ； C.TA/ A ， T B / >T B ； D.T A / >T A ， T B / B 。 10.如圖所示，大小可以不計(jì)的帶有同種電荷的小球 A 和 B相互排斥，靜止時(shí)兩球位于同一水平面，絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分別為和，且<，由此可知（ ） A.B 球帶的電荷量較多； B.B 球的質(zhì)量較大； C.B 球受的拉力較大； D.兩球接觸后，再靜止下來，兩絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角變?yōu)楹停杂?lt;。 11.（2010 成都七中高二期中）如圖，帶電小球A、B 的電荷分別為 QA、QB，都用長(zhǎng) L 的絲線懸掛在 O

11、點(diǎn)。靜止時(shí) A、B 相距為 d。為使 AB 間距離減為 d/2 時(shí) A、B 仍然平衡，可采用以下哪些方法 （ ） A.將小球 A、B 的質(zhì)量都增加到原來的2 倍； B.將小球 B 的質(zhì)量增加到原來的8 倍； C.將小球 A、B 的電荷量都減小到原來的一半； D.將小球 A、B 的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)將小球 B 的質(zhì)量增加到原來的 2 倍。 四、近年期末、調(diào)研、高考真題： 1.（2008 成都高二調(diào)研）兩個(gè)完全相同的金屬小球，電荷量之比為 17，相距為r 時(shí)，它們之間的庫侖力為F 。若兩者充分接觸后再放回到原來的位置上，則它們之間的庫侖力可能變?yōu)椋?） A7 F /16； B7 F /

12、9； C9 F /7； D16 F /7。 2.（2007 成都高二調(diào)研）如圖所示，質(zhì)量分別為 m1 和 m2、電荷量分別為 q1和q2的小球，各自用長(zhǎng)度不等的絕緣輕絲線懸掛起來。達(dá)到平衡時(shí)兩絲線與豎直方向的夾角分別是和（>），兩小球恰在同一水平線上，那么（ ） A.兩絲線上的拉力大小一定相等； B.m1 和 m2 所受的電場(chǎng)力大小一定相等； C.m1 一定等于 m2； D.q1 一定等于 q2。 3.（2010 綿陽中學(xué)高二期末） 如圖所示，兩個(gè)帶有同種電荷的小球，用絕緣細(xì)線懸掛于O 點(diǎn)，若 q1 > q2，l1 > l2，平衡時(shí)兩球到過 O點(diǎn)的豎直線的距離相等，則（ ）

13、A.m1m2； B.m1m2； C.m1m2； D.無法確定。 4.（2009 成都高二調(diào)研）如圖所示，把一帶正電小球 a 穿過光滑絕緣的半圓環(huán)上，欲使該小球靜止在圖示的 P 位置，需在 M、N 之間放另一個(gè)帶點(diǎn)小球 b（O 點(diǎn)是圓環(huán)的圓心），則小球b 可能（ ） A.帶負(fù)電，放在 O點(diǎn)； B.帶負(fù)電，放在 A點(diǎn)； C.帶正電，放在 A點(diǎn)； D.帶正電，放在 B點(diǎn)。 5如圖所示，把一帶正電的小球。放在光滑絕緣斜面上，欲使 a 球能靜止在斜面上，需在 MN 間的 A、B、C 三點(diǎn)中一點(diǎn)放一帶電小球 b，若 a、b兩球均可看成點(diǎn)電荷，則b 球應(yīng)（ ）A.帶負(fù)電，放在 A點(diǎn)； B.帶負(fù)電，放在B 點(diǎn)

14、； C.帶負(fù)電，放在C 點(diǎn)； D.帶正電，放在C 點(diǎn)。課后作業(yè)【例1】 兩個(gè)點(diǎn)電荷帶有相等的電量，要求它們之間相距1m時(shí)的相互作用力等于1N，則每個(gè)電荷的電量是多少？等于電子電量的多少倍？【例2】 兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電量之比為17，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的 幾倍1. 靜電在各種產(chǎn)業(yè)和日常生活中有著重要的應(yīng)用，如靜電除塵、靜電復(fù)印等，所依據(jù)的基本原理幾乎都是讓帶電的物質(zhì)微粒在電場(chǎng)作用下奔向并吸附到電極上?，F(xiàn)有三個(gè)粒子a、b、c從P點(diǎn)向下射入由正、負(fù)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則（ ）A. a帶負(fù)電荷，b

15、帶正電荷，c不帶電荷B. a帶正電荷，b不帶電荷，c帶負(fù)電荷C. a帶負(fù)電荷，b不帶電荷，c帶正電荷D. a帶正電荷，b帶負(fù)電荷，c不帶電荷2. 已知介子、介子都是由一個(gè)夸克（夸克u或夸克d）和一個(gè)反夸克（反夸克u或反夸克d）組成的，它們的帶電荷量如表中所示，表中e為元電荷。ud帶電荷量+ee下列說法正確的是（ ）A. 由u和組成 B. 由d和組成C. 由u和組成 D. 由d和組成 3. 掛在絕緣細(xì)線下的兩輕質(zhì)小球，由于電荷的相互作用而靠近，如圖甲所示；或遠(yuǎn)離，如圖乙所示，則（ ）A. 甲圖中兩球一定帶異種電荷B. 乙圖中兩球一定帶同種電荷C. 甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電D. 乙圖中兩球至少有一

16、個(gè)帶電4. 如圖所示，原來不帶電的金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔；若使帶負(fù)電的金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（ ） A. 只有M端驗(yàn)電箱張開，且M端帶正電B. 只有N端驗(yàn)電箔張開，且N端帶負(fù)電C. 兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶負(fù)電，右端帶正電D. 兩端的驗(yàn)電箔都張開，且兩端都帶正電或負(fù)電5. 如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電金屬球，若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，分導(dǎo)體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為、，則下列結(jié)論正確的有（ ）A. 沿虛線d切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且B. 只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，

17、且C. 沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且D. 沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)6. 使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。如圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（ ）7. 有兩個(gè)完全相同的金屬小球，它們的半徑均為r，分別帶電+q和+5q，當(dāng)它們?cè)谡婵罩邢嗑酁閐（兩球心間的距離，且）時(shí)，它們之間的庫侖力為F，若將這兩個(gè)球相接觸后，放置在間距為原來一半的位置，這時(shí)它們之間的庫侖力為（ ）A. 5F B. 1.8F C. 7.2F D. 9F 8. 如圖所示，把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B?，F(xiàn)給B一個(gè)沿垂直AB方向的速度，B球?qū)ⅲ?）。（視A、B均為點(diǎn)電荷，質(zhì)量忽略不計(jì)）A. 若A、B為異種電荷，B球一定做圓周運(yùn)動(dòng)B. 若A、B為異種電荷，B球可能做加速度、速率均變小的曲線運(yùn)動(dòng)C. 若A、B為同種電荷，B球一定做遠(yuǎn)離A的變加速曲線運(yùn)動(dòng)D. 若A