高二物理 电荷守恒定律库仑定律专题复习和跟踪训练 11页

1. 理解并掌握三种起电方式的原理 2. 掌握库仑定律的计算式及适用条件. 3. 结合共点力平衡条件及牛顿运动定律熟练运用库 仑定律进行相关分析. 学习 目标 1.利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感 应起电的相关问题。 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算. 学习 难点 第一讲 电荷守恒定律1.1 知识梳理 1. 电荷 （1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释 （2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：电子的转移．结果： 两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷． （3）金属导体模型也是一个物理模型 （4）静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体 带电，叫做感应起电． 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。 3．元电荷 电荷的多少叫做电荷量．符号：Q 或 q 单位：库仑符号：C 元电荷:电子所带的电荷量，用 e 表示.。电荷量 e 的值：e=1.60×10-19C 典例分析 题型一：感应起电 【例 1】以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（ ） A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C．摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 【例 2】下列对电现象及规律的认识中，正确的是（ ） A．摩擦起电说明了电荷可以创生 B．点电荷间的静电力随它们的距离增大而增大 C．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 D．自然界中只存在正、负两种电荷 题型二：元电荷 【例 3】关于元电荷的理解，下列说法正确的是（ ） A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量 C．元电荷就是质子 D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 【例 4】下列关于点电荷和元电荷的说法中，不正确的是（ ） A．只有体积很小的带电体才可以看成点电荷 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间的相互 作用力的影 响可忽略不计时，带电体就可以视为点电荷 C．把 1.6×10-19 C 的电荷量叫元电荷 D．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍 随堂练习 1.用塑料梳子梳头时，塑料梳子和头发都会带电，其原因是（ ） A．摩擦创造了电荷 B．静电感应创造了电荷 C．电子在梳子和头发之间发生了转移 D．质子在梳子和头发之间发生了转移 2．如图所示，在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中（ ） A．通过摩擦创造了电荷 B．丝绸得到电子带负电 C．玻璃棒得到电子带正电 D．玻璃棒带正电，丝绸不带电 3．关于电荷量，下列说法错误的是（ ） A．物体的带电荷量可以是任意值 B．物体的带电荷量只能是某些值 C．物体带电荷量的最小值为 1.6×10-19C D．一个物体带 1.6×10-19 的正电荷，这是它失去了 1.0×1010 个电子的缘故 4.导体 A 带 5Q 的正电荷，另一个完全相同的导体 B 带-Q 的负电荷，将两导体接触一会后 再分开，则 B 导体的带电量为（ ） A．-Q B．Q C．2Q D．4Q 5．关于电荷，下列说法正确的有（ ） A．毛皮和硬橡胶棒摩擦后，毛皮带负电荷 B．电量为 2.0×10-19C 的电荷实际上是找不到的 C．只有导体才会带电，绝缘体是不会带电的 D．导体能感应起电，绝缘体也能感应起电 6．感应起电和摩擦起电都能使物体带电，两种过程，下列正确（ ） A．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分 B．感应起电是电荷从一个物体转移到另一个物体 C．感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体 D．摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体 7．下列说法中正确的是（ ） A．摩擦起电是创造电荷的过程 B．接触起电是电荷转移的过程 C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电 D．带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮灭 8．如图所示，A、B 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现 使带负电的橡胶棒 C 靠近 A（C 与 A 不接触），然后先将 A、B 分开，再将 C 移走．关于 A、 B 的带电情况，下列判断正确的是（ ） A．A 带正电，B 带负电 B．A 带负电，B 带正电 C．A、B 均不带电 D．A 带负电，B 带负 库仑定律1.2 知识梳理 1. 库仑定律 内容：真空中两静止点电荷之间的相互作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与它们 距离的二次方成 反比，作用力的方向在它们的连线上。 公式： 2 21 r qqkF  静电力常量 k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空（可近似地用于空气中）的点电荷. 2.点电荷 内容：只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点 电荷．严格地说 点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的． 3．库仑力的叠加 当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵循库仑定律，某一个带电体 同时受到多个库 仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出合力。 4.库仑力作用下的平衡问题 (1)解决平衡问题应注意三点 ①明确库仑定律的适用条件； ②知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律； ③进行受力分析，灵活应用平衡条件。 (2)在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题 ①条件： 两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等， 方向相反。 ②规律 “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上； “两同夹异”——正、负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 典例分析 题型一：库仑定律 【例 1】真空中两个同性的点电荷 q1、q2，它们相距较近，保持静止．释放 q2 且 q2 只在 q1 的库仑力作用下运动，则 q2 在运动过程中受到的库仑力（ ） A．不断减小 B．不断增加 C．始终保持不变 D．先增大后减小 【例 2】半径均为 R 的两个相同的金属球带有等量异种电荷 Q，两球球心相距为 3R，两金 属球间的作用力为 f．另有两个相等的同种点电荷，带电量也为 Q，相距也为 3R，两点电荷 间的作用力为 f′，则 f/f′应该（） A．等于 1 B．大于 1 C．小于 1 D．不能确定 题型二：三点电荷平衡 【例 3】如图所示在一条直线上两个相距 0.4m 的点电荷 A、B，电量分别为+Q 和-9Q，如果 引入第三个带电小球 C，正好使三个小球都处于静止状态，问 C 带什么电？应放在何处？ （） A．正 B 的右边 0.4m 处 B．正 B 的左边 0.2m C．负 A 的左边 0.2m 处 C．负 A 的左边 0.2m 处 【例 4】中国的 FY-3A 卫星上可观测到高能质子和高能电子．如图所示，在 A、B 两点放置 点电荷 Q1=+2×10-14C 和 Q2=-2×10-14C．在 AB 的垂直平分线上有一点 C 且 AB=AC=BC=6×10-2 m．如果有一高能电子在 C 点处，它所受的库仑力的大小和方向如何？ 随堂练习 1.两个点电荷，电荷量分别为Q1=4×10-9C和Q2=-9×10-9C，两者固定于相距 20cm的a、b两 点上，有一个点电荷q放在a、b所在直线上，且静止不动，该点电荷所处的位置是（ ） A．a 的左侧 40cm B．a、b 的中点 C．b 的右侧 40cm D．无法确定 2.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球 A、B、C 位 于等边三角形的三个顶点上，球 D 位于三角形的中心，如图所示．现让小球 A、B、C 带 等量的正电荷 Q，让小球 D 带负电荷 q，四个小球均处于静止状态，求 Q 与 q 比值． 3.如图所示，三个完全相同的金属小球 a、b、c 位于等边三角形的三个顶 点上，a 和 c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量比 b 多，则图中能大致表示 c 受到 a 和 b 的静电力的合 力的是（） 课内检测 1. 真空中有两个静止的点电荷之间的库仑力为 F，若将它们其中之一的带电量增大为原 来的 2 倍，距离减小为原来的 3 1 ，它们之间的库仑力变为（ ） A．6F B．18F C．12 F D．36F 2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为 F．若保持这两个点 电荷之间的距离不变，将其中一个点电荷的电荷量变为原来的一半，另一个点电荷的电 荷量变为原来的 2 倍，则改变电荷量后这两个点电荷之间静电力的大小为（ ） A．2F B．F C． 4F D． 5F 3.如图两个带有同种电荷小球，用绝缘细线悬挂于 O 点，Q1＞Q2，L1＞L2，平衡时两球到 过 O 点的竖直线的距离相等，则（ ） A．M1＞M2 B．M1=M2 C．M1