【物理】2019届二轮复习电荷、库仑定律学案（全国通用） 9页

教师姓名 ‎ ‎ 学生姓名 ‎ ‎ 年 级 高三 上课时间 ‎2018/11/‎ 学 科 物理 课题名称 电荷、库仑定律 ‎ 一、电荷及电荷守恒定律 ‎1．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝1.60×10－19C．其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍．‎ ‎2．电荷守恒定律 ‎(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变．‎ ‎(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电．‎ ‎(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子．‎ 思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷量如何分配？‎ 答案　同种电荷的电荷量平均分配，异种电荷的先中和后平分．‎ 二、点电荷及库仑定律 ‎1．点电荷 ‎(1)是一种理想化的物理模型；‎ ‎(2)当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．‎ ‎2．库仑定律 ‎(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．‎ ‎(2)公式：，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2.‎ ‎(3)适用条件：①真空中；②点电荷．‎ 考点一　静电现象及电荷守恒定律 ‎1．使物体带电的三种方法及其实质 摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法，它们的实质都是电荷的转移．而实现电荷转移的动力是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引．‎ ‎2．验电器与静电计的结构与原理 玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出．如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的．不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥的结果．‎ ‎★重点归纳★‎ ‎1.对物体带电的理解 ‎(1)使物体带电有三种方式 ‎(2)库仑电荷分配法——接触共有分半 两个完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后平分．‎ ‎2.电荷量、元电荷、点电荷和检验电荷的区别 电荷量是物体带电荷的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍；元电荷是电荷量为1.6×10－19 C的电荷，不是电子也不是质子，而是最小的电荷量，电子和质子带最小的电荷量；点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”，是一种理想化物体模型，对其带电荷量无限制；检验电荷是用来研究电场的电荷，要求放入电场后对原来的电场不产生影响，故应为带电荷量足够小的点电荷．‎ ‎【例1】将与羊毛衫摩擦过的气球靠近头发，会看到如图所示的惊奇现象．这是由于气球摩擦后 ，会 不带电的头发，这种现象叫 。‎ ‎【答案】带了电；吸引；摩擦起电 ‎【变式练习1】关于起电，下列说法正确的是： （ ）‎ A、摩擦起电是电荷的转移 B、接触起电可能是产生电荷的过程[来源:学|科|网]‎ C、感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触，所以一定是产生了电荷 D、摩擦起电和感应起电都可能是创造了电荷 ‎【答案】A ‎【变式练习2】导体A带5Q的正电荷，另一完全相同的导体B带Q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电荷量为： （ ）‎ A．－Q B．Q　 　C．2Q　　 D．4Q ‎【答案】C 考点二　库仑定律的理解及其应用 库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．‎ ‎★重点归纳★‎ ‎1.处理点电荷的平衡问题及动力学问题的方法 ‎（1）确定研究对象．如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”；‎ ‎（2）对研究对象进行受力分析，多了库仑力()；‎ ‎（3）列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0)．‎ ‎2. 库仑定律应用应注意的问题 ‎（1）在审题过程中，不但要了解题目所描述的是什么物理现象，物理过程如何，求解什么问题，更重要的是要对题目文字和图象的关键之处仔细领会，从中获取有效信息，即所谓要挖掘题目中的隐含条件．对有些物理问题，能否快速正确地挖掘隐含条件可成为解题的关键．‎ ‎（2）三个自由点电荷仅在它们系统的静电力作用下处于平衡状态时，满足的规律是：‎ ‎①“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；‎ ‎②“两同夹异”——正负电荷相互间隔；‎ ‎③“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；‎ ‎④“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。‎ ‎（3）库仑力参与下的共点力平衡问题：分析方法与力学问题相同，只是多了一个库仑力而己，可以用正交分解法，也可以用矢量三角形法．‎ ‎（4）有库仑力参与的动力学问题与牛顿运动定律中的动力学问题本质上是相同的（如两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律），值得注意的两点是：(1)列方程时，注意库仑力的方向， (2)若库仑力总与速度方向垂直，库仑力不做功．‎ ‎【例2】使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2。则F1与F2之比为： （ ）‎ A．2∶1 B．60∶1 C．16∶1 D．15∶4‎ ‎【答案】B ‎【变式练习3】如图所示，A、B在同一水平线上，以A_B为直径的半圆周与竖直光滑绝缘杆相交于M点．电荷量为Q1、Q2的两个正、负点电荷分别固定在A点和B点，一个带正电的轻金属环q（视为点电荷，且重力忽略不计）套在绝缘杆上，在M点恰好平衡，MA与AB的夹角为α，则： （ ）‎ A．tan3α＝ B．tan2α＝ C．tanα＝ D．tanα＝‎ ‎【答案】A ‎【变式练习4】（多选）A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A、B两球处于相同高度．若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列判断正确的是： （ ）[来源:学,科,网Z,X,X,K]‎ A.FA＜FB B.细线AC对A的拉力 C．细线OC的拉力TC=（mA+mB）g D．同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同 ‎【答案】CD ‎1．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1、q2，其间距为r时，它们之间的相互作用力的大小为 ，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为： ‎ ‎ （ ）‎ A．kg•m2•C2 B．N2•C2•m-2 C．kg•m3•C-2 D．N•m2•C-2‎ ‎【答案】D ‎2．关于点电荷和元电荷的说法中错误的是： （ ）[来源:学科网]‎ A、只有很小的球形带电体才叫做点电荷 B、带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们之间的作用力影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷 C、把1.60×10－19C的电量叫做元电荷 D、任何带电体的电量都是元电荷的整数倍 ‎【答案】A ‎3．两个完全相同的金属球A和B带电量之比为1：7 ，相距为r 。两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是： （ ）‎ A．16：7       B．9：7     C．4：7       D．3：7‎ ‎【答案】B ‎4．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知： （ ）‎ A．n＝3 B．n＝4‎ C．n＝5 D．n＝6‎ ‎【答案】D ‎5．（多选）两个半径相同的金属小球，带电荷量之比1:7，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的： （ ）‎ A、 B、 C、 D、[来源:Zxxk.Com]‎ ‎【答案】CD ‎1．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2的距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比q1：q2：q3为： （ ）‎ A．9:4:9 B．4:9:4 C．9:4:36 D. 4:9:36‎ ‎【答案】C ‎2．两个分别带有电荷量为-Q和+3Q的相同金属球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．现将两球相互接触后固定在相距为0.5r的两处，则两球间库仑力的大小为： （ ）‎ A．F B．F C．F D．12F ‎【答案】A ‎3．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离L为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为： （ ）‎ A．F引＝G，F库＝k B．F引≠G，F库≠k C．F引≠G，F库＝k D．F引＝G，F库≠k ‎【答案】D xx。k.Com]‎ ‎4．‎ 如图所示，大小可以不计的带同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，由此可知： （ ）‎ A．B球带的电荷量较多 B．B球的质量较大 C．B球受到的拉力较大 D．两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角α′、β′，则仍有α′＜β′‎ ‎【答案】D ‎5．（多选）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘；两个带有同种电荷的小球A和B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，待两球重新达到平衡时，则与原来相比下列说法错误的是： （ ）‎ A．两小球之间的距离将增大，推力F将增大 B．两小球之间的距离将增大，推力F将减小 C．两小球之间的距离将减小，推力F将增大 D．两小球之间的距离将减小，推力F将减小[来源:Zxxk.Com]‎ ‎【答案】ACD ‎1．【2016·浙江卷】如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开： （ ）‎ A．此时A带正电，B带负电 B．此时A电势低，B电势高[来源:Zxxk.Com]‎ C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 ‎【答案】C ‎2．【2015·安徽·15】由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2。其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为： （ ）‎ A．kg·A2·m3 B．kg·A-2·m3·s-4 C．kg·m2·C-2 D．N·m2·A-2‎ ‎【答案】B