高中物理 第一章 第一節(jié) 電荷、庫侖定律課件 新人教版選修1-1

第一章電場電流第一節(jié)電荷庫侖定律

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知識解惑欄目鏈接我國較早記載的摩擦起電在我國，摩擦起電現(xiàn)象的記述頗豐，其常用材料早期多為琥珀及玳瑁．早在西漢，《春秋緯》中就載有“瑇瑁(玳瑁)吸偌(細(xì)小物體)”．《論衡》中也有“頓牟掇芥”，這里的頓牟也是指玳瑁．三國時(shí)的虞翻，少年時(shí)曾說：“虎魄不取腐芥”，腐芥因含水分，已成為導(dǎo)體，所以不被帶電琥珀吸引．琥珀價(jià)格昂貴，常有人魚目混珠，南朝陶弘景則知道“惟以手心摩熱拾芥為真”，以此作為識別真假琥珀的標(biāo)準(zhǔn)．南北朝時(shí)的雷敩在《炮炙論》中有“琥珀如血色，以布拭熱，吸得芥子者真也”．他一改別人以手摩擦為用布摩擦，靜電吸引力大大增加．西晉張華(232—300)記述了梳子與絲綢摩擦起電引起的放電及發(fā)聲現(xiàn)象：“今人梳頭，脫著衣時(shí)，有隨梳、解結(jié)有光者，亦有咤聲．”唐代段成式描述了黑暗中摩擦黑貓皮起電：

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知識解惑欄目鏈接“貓黑者，暗中逆循其毛，即若火星．”摩擦起電也有具體應(yīng)用，據(jù)宋代的張邦基《墨莊漫錄》記載：孔雀毛扎成的翠羽帚可以吸引龍腦．“皇宮中每幸諸閣，擲龍腦以降(避)穢，過則以翠羽掃之，皆聚，無有遺者．”

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知識解惑欄目鏈接一、電荷

1．兩種電荷：自然界存在兩種電荷：__________和__________，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶________，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶________．同種電荷相互________，異種電荷相互________.2．電荷量：電荷的多少叫電荷量，用__________或______表示，國際單位制中電荷量的單位______，符號________．通常表示正電荷的數(shù)字前面用________號表示，表示負(fù)電荷的數(shù)字前面用________號表示．正電荷負(fù)電荷正電荷負(fù)電荷排斥吸引Qq庫侖C正負(fù)

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知識解惑欄目鏈接3．摩擦起電：物質(zhì)的原子是由帶________電的原子核和帶________電的電子組成的．原子核的正電荷數(shù)量與周圍電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，所以整個(gè)原子對外表現(xiàn)出電中性．在摩擦起電過程中，一些被原子核束縛得不緊的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，于是失去電子的物體帶______電，得到電子的物體帶______電．在用絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，玻璃棒上的電子跑到絲綢上去了，玻璃棒因缺少電子而帶________電，絲綢因有多余的電子而帶________電.4．感應(yīng)起電：把電荷移近________的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體________的現(xiàn)象，叫做________起電.正負(fù)正負(fù)正負(fù)不帶電帶電感應(yīng)

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知識解惑欄目鏈接二、電荷守恒定律

1．內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分________到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量________.2．元電荷：到目前為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量是__________所帶的電荷量．質(zhì)子、正電子帶有跟電子電荷量________的電荷量.實(shí)驗(yàn)指出，所有帶電物體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍．因此，電荷量e叫做________，e＝____________.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變電子相同元電荷1.60×10－19C

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知識解惑欄目鏈接三、庫侖定律

1．內(nèi)容：________中兩個(gè)________的________間的相互作用力跟它們所帶電荷量的乘積成________比，跟它們之間距離的二次方成________比，作用力的方向在它們的連線上.2．公式：如果用Q1、Q2表示兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量，用r表示它們之間的距離，用F表示它們之間的相互作用力，庫侖定律可以表示為：________.式中的k是一個(gè)常量，叫做靜電力常量，由實(shí)驗(yàn)可以得出k＝____________________.,真空靜止點(diǎn)電荷正反9.0×109N·m2/C2

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知識解惑欄目鏈接要點(diǎn)一使物體帶電的三種方法：摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電1．摩擦起電：是由于相互摩擦的物體間的電子的得失而使物體分別帶上等量的異種電荷．玻璃棒與絲綢摩擦?xí)r，由于玻璃棒容易失去電子而帶正電；硬橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r，由于硬橡膠棒容易得到電子而帶負(fù)電．2．感應(yīng)起電：是指把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，使導(dǎo)體帶電的方法．如下圖所示，將導(dǎo)體A、B接觸后靠近帶電體C，由于帶電體C的作用，導(dǎo)體A、B分別帶上了等量異種電荷，這時(shí)先把導(dǎo)體A、B分開，然后移去帶電體C，則A和B兩導(dǎo)體分別帶上了等量的異種電荷．

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知識解惑欄目鏈接3．接觸帶電：是指用一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體跟另一個(gè)帶電的金屬導(dǎo)體接觸后分開，不帶電的金屬導(dǎo)體便帶上了電荷．例如，將一個(gè)帶電的金屬小球跟另一個(gè)外形相同的不帶電的金屬小球接觸后分開，則它們平分了原來小球所帶的電荷量而帶上等量同種電荷．

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知識解惑欄目鏈接例1如下圖所示，放在絕緣支架上帶正電的小球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體球B，導(dǎo)體球B用導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)S接大地，把S合上的瞬間，有帶負(fù)電的自由電子從________流向________；再斷開S，則導(dǎo)體球B帶________(填“正”或“負(fù)”)電．

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知識解惑欄目鏈接解析：接通開關(guān)S，導(dǎo)體球B接地，導(dǎo)體球B和地球組成一個(gè)大導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)有大量的自由電子．自由電子受到A的正電荷的吸引，都向A側(cè)移動(dòng)，這樣B導(dǎo)體上靠近A的區(qū)域吸引了大量的自由電子，故有帶負(fù)電的自由電子從大地流向B球，這就是電荷守恒定律中的“電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分”．?dāng)嚅_S后，B與地球之間無法進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，則導(dǎo)體B帶負(fù)電.

答案：大地B球負(fù)

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知識解惑欄目鏈接變式遷移

1．(單選)絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜．在a的附近有一絕緣金屬球b，開始時(shí)a、b都不帶電，如下圖所示，現(xiàn)使b帶電，則(

)

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知識解惑欄目鏈接變式遷移A．由于a球不帶電，a、b間不發(fā)生相互作用B．b將吸引a，吸住后不放開C．b立即把a(bǔ)排斥開D．b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開

解析：b球先吸引a球，b和a接觸后兩球帶上了同種電荷，因?yàn)橥N電荷排斥，所以b球又把a(bǔ)球排斥開，故選D.

答案：D

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知識解惑欄目鏈接要點(diǎn)二元電荷點(diǎn)電荷 1．元電荷是指帶電體所帶電荷量的最小值e，所有帶電體的電荷量是e的整數(shù)倍，元電荷e的大小等于電子、質(zhì)子所帶的電荷量．2．點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象，是一個(gè)理想化的模型．在研究帶電體間的相互作用時(shí)，如果帶電體本身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離，以至帶電體的形狀和大小，對我們所討論的問題影響甚小，就可以把帶電體視為一個(gè)點(diǎn)，并稱它為點(diǎn)電荷．點(diǎn)電荷這個(gè)概念與力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”概念類似．

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知識解惑欄目鏈接例2下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是(

)A．只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B．體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C．當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時(shí)，兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷D．元電荷一定是點(diǎn)電荷

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知識解惑欄目鏈接解析：本題考查對點(diǎn)電荷的理解．點(diǎn)電荷是一個(gè)抽象的物理模型，只有當(dāng)帶電體的大小、形狀對相互作用力的影響小到可忽略時(shí)才可以看作點(diǎn)電荷．元電荷是指帶電荷量的最小值，其帶電體能否看作點(diǎn)電荷，視上述情況而定．

答案：C

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知識解惑欄目鏈接例3(2015·廣州調(diào)研)下列說法正確的是()A．電子和質(zhì)子都是元電荷B．一個(gè)帶電體的電荷量為205.5倍的元電荷C．元電荷是最小的帶電單位D．元電荷沒有正、負(fù)之分解析：(1)元電荷是最小的帶電單位，但不是帶電體．帶電體所帶電荷量均為元電荷的整數(shù)倍，這也說明物體所帶電荷量是不連續(xù)變化的．另外，要注意區(qū)分元電荷與點(diǎn)電荷，二者沒有什么必然的因果聯(lián)系，切忌不能混淆．(2)本題考查的內(nèi)容是對元電荷概念的理解．元電荷是最小的帶電單位，數(shù)值為e＝1.60×10－19C，帶電體所帶電荷量均為元電荷的整數(shù)倍，B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對．元電荷不是帶電體，沒有電性之說，A項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)對，故選C、D.答案：CD要點(diǎn)三應(yīng)用庫侖定律時(shí)應(yīng)注意的問題

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知識解惑欄目鏈接例4

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知識解惑欄目鏈接(2014·深圳檢測)兩個(gè)半徑為R的帶電球所帶電荷量分別為q1和q2，當(dāng)兩球心相距3R時(shí)，相互作用的靜電力大小為()

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知識解惑欄目鏈接解析：(1)庫侖定律反映了真空中靜止點(diǎn)電荷間靜電力的規(guī)律，但帶電體看成點(diǎn)電荷是有條件的，應(yīng)首先明確帶電體是否可看做電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷，然后分析帶電情況，最后根據(jù)庫侖定律進(jìn)行有關(guān)判斷．(2)本題考查的內(nèi)容是對庫侖定律條件的理解，因?yàn)閮汕蛐牡木嚯x不比球的半徑大很多，所以不能將兩球看做點(diǎn)電荷，必須考慮電荷在球上的實(shí)際分布。當(dāng)q1、q2是同種電荷時(shí)，相互排斥，電荷分布于最遠(yuǎn)的兩側(cè)，電荷中心距離大于3R；當(dāng)q1、q2是異種電荷時(shí)，相互吸引，電荷分布于最近的兩側(cè)，電荷中心距離小于3R，如圖(a)、(b)所示．

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知識解惑欄目鏈接所以靜電力可能小于也可能大于故選D。答案：D變式遷移2．(單選)關(guān)于庫侖定律，以下說法中正確的是(

)A．庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的帶電體B．庫侖定律是通過實(shí)驗(yàn)得出來的C．庫侖定律僅對靜止的點(diǎn)電荷間相互作用才正確D．根據(jù)庫侖定