簡(jiǎn)版第講庫(kù)侖定律

第六章eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,))靜電場(chǎng)考點(diǎn)內(nèi)容要求說(shuō)明考情分析物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的計(jì)算，只限于帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度平行或垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向的情況題型：既有選擇題，又有計(jì)算題，且以選擇題居多。形式：既有單獨(dú)考查，又有與力學(xué)、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)的綜合考查，難度一般為中等或中等偏上。策略：重視以下概念、規(guī)律的理解及相應(yīng)問(wèn)題的分析方法(1)利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面確定場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，判斷電勢(shì)高低、電場(chǎng)力變化、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的變化等。(2)帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題及其他變速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。(3)對(duì)平行板電容器電容決定因素的理解，解決兩類(lèi)有關(guān)動(dòng)態(tài)變化的問(wèn)題。(4)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題。(5)注意本章知識(shí)與其數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ點(diǎn)電荷Ⅰ庫(kù)侖定律Ⅱ靜電場(chǎng)Ⅰ電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)Ⅱ電場(chǎng)線Ⅰ電勢(shì)能、電勢(shì)Ⅰ電勢(shì)差Ⅱ勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系Ⅰ帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ示波管Ⅰ常用的電容器Ⅰ電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ第1講庫(kù)侖定律電場(chǎng)力的性質(zhì)1．了解靜電現(xiàn)象的有關(guān)解釋?zhuān)芾秒姾墒睾愣蛇M(jìn)行相關(guān)判斷．2．會(huì)解決庫(kù)侖力參與的平衡及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題．3．理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、意義及表示方法．4．熟練掌握各種電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，并能利用它們分析解決問(wèn)題．5．會(huì)分析、計(jì)算在電場(chǎng)力作用下的電荷的平衡及運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．模塊一電荷守恒庫(kù)侖定律考點(diǎn)一電荷電荷守恒定律1．使物體帶電的三種方法及其實(shí)質(zhì)摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電是使物體帶電的三種方法，它們的實(shí)質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移．而實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移的動(dòng)力是同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引．2．驗(yàn)電器與靜電計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理玻璃瓶?jī)?nèi)有兩片金屬箔，用金屬絲掛在一根導(dǎo)體棒的下端，棒的上端通過(guò)瓶塞從瓶口伸出．如果把金屬箔換成指針，并用金屬做外殼，這樣的驗(yàn)電器又叫靜電計(jì)．注意金屬外殼與導(dǎo)體棒之間是絕緣的．不管是靜電計(jì)的指針還是驗(yàn)電器的箔片，它們張開(kāi)角度的原因都是同種電荷相互排斥的結(jié)果．3．兩個(gè)完全相同的帶電金屬球接觸時(shí)電荷的分配規(guī)律（1）如果接觸前兩金屬球帶同種電荷，電荷量分別為q1和q2，兩球接觸時(shí)，總電荷量平均分配，兩球的電荷量都等于eq\f(q1＋q2,2).（2）如果接觸前兩金屬球帶異種電荷，電荷量分別為q1和q2，且q1＞q2，接觸時(shí)，先中和再將剩余的電荷量(q1－q2)平均分配，兩球的電荷量都等于eq\f(q1－q2,2).4．電荷量、元電荷、點(diǎn)電荷和檢驗(yàn)電荷的區(qū)別（1）電荷量是物體帶電荷的多少，電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍；（2）元電荷是電荷量為1．6×10－19C的電荷，不是電子也不是質(zhì)子，而是最小的電荷量，電子和質(zhì)子帶最小的電荷量；（3）點(diǎn)電荷要求“線度遠(yuǎn)小于研究范圍的空間尺度”，是一種理想化物體模型，對(duì)其帶電荷量無(wú)限制；（4）檢驗(yàn)電荷是用來(lái)研究電場(chǎng)的電荷，要求放入電場(chǎng)后對(duì)原來(lái)的電場(chǎng)不產(chǎn)生影響，故應(yīng)為帶電荷量足夠小的點(diǎn)電荷．例1、（多選）電現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是：（ABD）A．感應(yīng)起電是利用靜電感應(yīng)，使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分的過(guò)程B．帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，中性物體得到多余電子就一定帶負(fù)電，失去電子就一定帶正電C．摩擦起電是普遍存在的現(xiàn)象，相互摩擦的兩個(gè)物體總是同時(shí)帶等量同種電荷D．當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時(shí)，必然有等量異種電荷出現(xiàn)，當(dāng)一種電荷消失時(shí)，必然有等量異種電荷同時(shí)消失例2、(2016·浙江理綜·15)如圖所示，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對(duì)絕緣柱支持使它們彼此接觸．把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開(kāi)(C)A．此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電B．此時(shí)A電勢(shì)低，B電勢(shì)高C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D．先把A和B分開(kāi)，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合考點(diǎn)二庫(kù)侖定律的理解及應(yīng)用1．對(duì)庫(kù)侖定律的兩點(diǎn)理解(1)F＝keq\f(q1q2,r2)，r指兩點(diǎn)電荷間的距離。對(duì)可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電球，r為兩球心間距。(2)當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí)，電荷不能視為點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無(wú)限大。2．解決庫(kù)侖力作用下平衡問(wèn)題的方法步驟庫(kù)侖力作用下平衡問(wèn)題的分析方法與純力學(xué)平衡問(wèn)題的分析方法是相同的，只是在原來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了電場(chǎng)力。具體步驟如下：3．“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”的問(wèn)題(1)平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置。(2)例3、如圖所示，半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電荷量大小相等的電荷，相隔一定的距離，兩球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑，兩球之間的相互吸引力大小為F.今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩個(gè)球接觸后移開(kāi)，這時(shí)，A、B兩個(gè)球之間的相互作用力大小是(A)A.eq\f(1,8)F B.eq\f(1,4)FC.eq\f(3,8)F D.eq\f(3,4)F例4、（C）例5、(2013·涼山高二檢測(cè))如圖所示，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，電荷量為Q，兩球間的靜電力為下列選項(xiàng)中的哪一個(gè)(B)A．等于keq\f(Q2,9r2)B．大于keq\f(Q2,9r2)C．小于keq\f(Q2,9r2)D．等于keq\f(Q2,r2)例6、一個(gè)半徑為R的絕緣球殼上均勻分布有總電荷量為+Q的電荷．另一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在該球殼的球心O處．現(xiàn)在從球殼最左端挖去一個(gè)半徑為r（r<<R）的小圓孔，則此時(shí)位于球心處的點(diǎn)電荷所受庫(kù)侖力的大小和方向？【答案】keq\f(qQr2,4R4)由球心沿半徑指向小孔A的中心例7、如圖所示，水平天花板下用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)的兩個(gè)相同的帶電介質(zhì)小球a、b，左邊放一個(gè)帶正電的固定球＋Q時(shí)，兩懸球都保持豎直方向。下面說(shuō)法正確的是(B)A．a(chǎn)球帶正電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較大B．a(chǎn)球帶負(fù)電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較小C．a(chǎn)球帶負(fù)電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較大D．a(chǎn)球帶正電，b球帶負(fù)電，并且a球帶電荷量較小例8、(多選)(2015·浙江理綜·20)如圖所示，用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.0×10－6C的正電荷。兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為F1和F2。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷)，則(BC)A．支架對(duì)地面的壓力大小為2.0NB．兩線上的拉力大小F1＝F2＝1.9NC．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小F1＝1.225N，F(xiàn)2＝1.0ND．將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1＝F2＝0.866NABCF例9、如圖所示，質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平直槽上，AB間和BC間的距離均為L(zhǎng)．已知A球帶電量為QA=8q，B球帶電量為QB=q，若在C球上施加一個(gè)水平向右的恒力F，恰好能使A、B、C三個(gè)小球保持相對(duì)靜止，共同向右加速運(yùn)動(dòng)。求：⑴拉力F的大?。艫BCF⑴⑵16q針對(duì)訓(xùn)練考點(diǎn)一電荷電荷守恒定律1、如圖所示，金屬球殼A帶有正電，其上方有一小孔a，靜電計(jì)B的金屬球b用導(dǎo)線與金屬小球c相連，以下操作所發(fā)生的現(xiàn)象正確的是：（）A．將c移近A，但不與A接觸，B會(huì)張開(kāi)一定角度B．將c與A外表面接觸后移開(kāi)A，B不會(huì)張開(kāi)一定角度C．將c與A內(nèi)表面接觸時(shí)，B不會(huì)張開(kāi)角度D．將c從導(dǎo)線上解下，然后用絕緣細(xì)繩吊著從A中小孔置入A內(nèi)，并與其內(nèi)壁接觸，再提出空腔，與b接觸，B會(huì)張開(kāi)一定角度【答案】A2、如圖所示，一個(gè)不帶有電的絕緣導(dǎo)體P正向帶有負(fù)電的小球Q靠近（不接觸），下面說(shuō)法中正確的是：（）A．導(dǎo)體P兩端帶等量同種電荷B．A端的感應(yīng)電荷電性與毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶電性相同C．B端的感應(yīng)電荷電性與毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶電性相同D．導(dǎo)體P兩端的感應(yīng)電荷越來(lái)越少【答案】C3、(多選)原來(lái)甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電1.6×10－15C，丙物體帶電8×10－16C。則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說(shuō)法中正確的是(AD)A．乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10－16CB．乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10－15CC．丙物體一定帶有正電荷8×10－16CD．丙物體一定帶有負(fù)電荷8×10－16C考點(diǎn)二庫(kù)侖定律的理解及應(yīng)用4、(2016·鄭州模擬)如圖所示，半徑相同的兩個(gè)金屬球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定距離，兩球之間相互吸引力的大小是F。今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開(kāi)。這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大小是(A)A.eq\f(F,8) B.eq\f(F,4)C.eq\f(3F,8) D.eq\f(3F,4)5、(多選)(2014·浙江高考)如圖所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上，則(AC)A．小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為eq\f(kq2,d2)B．當(dāng)eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mgsinθ,k))時(shí)，細(xì)線上的拉力為0C．當(dāng)eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mgtanθ,k))時(shí)，細(xì)線上的拉力為0D．當(dāng)eq\f(q,d)＝eq\r(\f(mg,ktanθ))時(shí)，斜面對(duì)小球A的支持力為06、如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q。現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場(chǎng)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(C)A．正B的右邊0.4m處B．正B的左邊0.2m處C．負(fù)A的左邊0.2m處D．負(fù)A的右邊0.2m處7、(多選)如圖所示，兩質(zhì)量均為m的小球A和B分別帶有＋q和－q的電荷量，被絕緣細(xì)線懸掛，兩球間的庫(kù)侖引力小于球的重力mg?，F(xiàn)加上一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，待兩小球再次保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，下列結(jié)論正確的是(CD)A．懸線OA向右偏，OA中的張力大于2mgB．懸線OA向左偏，OA中的張力大于2mgC．懸線OA不發(fā)生偏離，OA中的張力等于2mgD．懸線AB向左偏，AB線的張力比不加電場(chǎng)時(shí)要大8、(2014·廣東卷·20)如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個(gè)帶電荷量為＋Q的小球P，帶電荷量分別為－q和＋2q的小球M和N，由絕緣細(xì)桿相連，靜止在桌面上，P與M相距L，P、M和N視為點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是(BD)A．M與N的距離大于LB．P、M和N在同一直線上C．在P產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M、N處的電勢(shì)相同D．M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零9、如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為q(q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接．當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長(zhǎng)度為l.已知靜電力常數(shù)為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長(zhǎng)為(C)A．l＋eq\f(5kq2,2k0l2)B．l－eq\f(kq2,k0l2)C．l－eq\f(5kq2,4k0l2)D．l－eq\f(5kq2,2k0l2)10、如圖所示，電荷量為、的兩個(gè)正點(diǎn)電荷分別固定在光滑絕緣水平面上的點(diǎn)和點(diǎn)，兩點(diǎn)相距。在水平面上固定一個(gè)以為直徑的水平光滑半圓環(huán)，在半圓環(huán)上穿著一個(gè)帶電量為（視為點(diǎn)電荷）的小球，并在點(diǎn)平衡。與的夾角為，由此可求和的電荷量之比?！敬鸢浮?1、（多選）如圖，傾角