专题一深刻理解电荷守恒定律和库仑定律.ppt

第十一章 电场,专题分析,专题一 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律,条件：真空中点电荷,方向：在两点电荷的连线上，同斥异吸.,电荷间的相互作用力为一对作用力和反作用力，遵循牛顿第三定律.它们等大、反向、共线,这跟两个点电荷所带电量是否相等无关.,三要素,合成分解时遵从平行四边形法则，使物体发生形变，产生加速度.,作用点:分别作用在两个点电荷上.,力的共性,该定律是实验定律，由法国物理学家库仑用扭秤实验发现的，其方法与卡文迪许的扭秤实验有惊人的相似.库仑定律与万有引力定律又是一个惊人相似,专题一 库仑定律和电荷守恒定律的理解,1. 库仑定律,2.电荷守恒定律,一个物体,另一个物体,物体的一部分,物体另一部分,电子,转移,电子,转移,三种起电,使物体带电的方法及实质,a.摩擦起电,c.感应起电,b.接触起电,系统的电荷总量保持不变,电荷守恒定律,两个完全相同的金属小球接触时的电量分配规律:原带异种电荷的先中和,后平分;原带同种电荷的总电量平分.”然后利用库仑定律求解.注意绝缘体带电球是不能中和的.,1.（2007年上海卢湾区模拟题）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，两球心间的距离为L，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F1和库仑力F2分别为（ ）,C,注意库仑定律的适用条件.真理是相对的.,两球带同(异)种电荷时,由于电荷的相互作用,使两球电荷中心距离大(小)于两球心距离.,2.（2009年江苏物理卷1）两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为（ ） AF/12 B3F/4 C4F/3 D12F,C,带异种电荷的两个完全相同的金属小球接触后，电量先中和,后平分,3.（2004年天津理综卷17）中子内有一个电荷量为+2e/3的上夸克和两个电荷量为 - e/3的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图1所示。图2给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是 （ ）,B,解析：下夸克受F1和F2作用，将F2正交分解可知，F2的水平分量与F1大小相等，因此其合力方向竖直向上。可排除A、C、D选项。,4有两个带电小球，电量分别为Q和9Q，在真空中相距0.4m.如果引进第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是哪种电荷？应放在什么地方？电量是Q的几倍？,由此第三个小球带负电,应放在Q和9Q的连线上，且距Q为0.1m处,，电量为Q的9/16倍,由解出x=d/4=0.1m 代入(1)解出q=9Q/16,x,解：对三个小球进行受力分析，对A、C小球根据平衡条件有,“三点共线,两同夹异, 两大夹小,近小远大”.,5.（2009年浙江理综卷16）如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l，已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（ ） A. B. C. D.,C,6.（1995年上海物理卷7）一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为Q的电荷，另一电量为q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r(rR)的一个小圆孔，求此时置于球心的点电荷所受力的大小为_,（已知静电引力恒量为k）方向_,答案 : 由球心指向小孔中心,解析：利用对称性和填补法,将小圆孔带的电荷看成点电荷,它所带电量为r2Q/4R2,它对球心处点电荷q的作用力与剩下部分对点电荷q的作用力等大、反向、共线.,关键词 填补 对称 等效替换,整体法:整个球壳上的电荷对球心处点电荷的静电力为零; 隔离法:挖去部分和剩下部分对球心处点电荷静电力二力平衡.,rR的含义补上电荷可以看成点电荷补上曲面可以看成平面对于挖补法注意电荷是面分布的还是线分布的，所给的电量Q是补上以前的电量还是补上以后的电量,7在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，则下面说法中正确的是( ) A锌板带正电，指针带负电 B锌板带正电，指针带正电 C锌板带负电，指针带正电 D锌板带负正电，指针带负电,B,弧光灯照射锌板，锌板发生光电效应，放出光电子，锌板及与它连在一起的验电器带正电,思考：若用带负电的小球与锌板接触，则验电器的指针张角如何变化？,减小,物体带电的实质就是电子的得失或转移的过程，不是产生电荷，得到电子带负电，失去电子带正电,8.甲球带有4.81016 C的正电荷，乙球带有3.21016 C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm(1)试求两球之间的库仑力，并说明是引力还是斥力(2)将两个导体球相互接触再放回原处，其作用力多大？是斥力还是引力？,(1)1.41019 N , 引力.（2）无法确定,斥力.,真理是相对的.一定要注意物理规律的适用条件.,两个完全相同的金属小球接触时的电量分配规律:原带异种电荷的先中和,后平分;原带同种电荷的总电量平分.”然后利用库仑定律求解.注意绝缘体带电球是不能中和的.,9.有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量-Q，C不带电，将A、B固定 ，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍？,4/7,解：