电荷守恒定律和库仑定律

1、人的天职在于勇敢探索真理.-哥白尼 第一讲 电荷守恒定律和库仑定律一、知识梳理： 1.自然界只有_、_两种电荷；同种电荷相_、异种电荷相互_。验电器的工作原理是_。 2.电荷的多少叫做_，国际单位是_，符号是_。电子所带的电荷量是最小的带电量，叫做_。带电体的_之比叫做比荷。 3.起电的三种方式是摩擦起电、_、_。 4.电荷守恒在任一封闭体系中，电荷的总量是_的，它不能被创造，也不能被消灭，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，这是电荷的守恒定律。 5.只考虑电荷的带电量，忽略形状和大小的理想模型叫做_。 6.库仑定律：_，其中静电力常量 k_。 二、难点突破： 1

2、.起电的三种方式的比较： 【例 1】（2011 黄冈）如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时相互接触且对地绝缘，下列方法能使两球都带电的是（ ） A.先把两球分开，再移走棒；B.先移走棒，再把两球分开； C.使棒与甲球瞬间接触，再移走棒； D.先使乙球瞬间接地，再移走棒。 【变式练习】 如图所示，当将带正电荷的球 C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是（ ） A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动； B.枕形金属导体中的负电荷向A 端移动，正电荷不移动； C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和 A 端移动； D.枕形金属

3、导体中的正、负电荷同时分别向A 端和 B 端移动。 2.库仑定律和万有引力定律的联系与区别： 【例 2】设某星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1000km 的地方，若将同样的电子粉尘带到距离星球表面 2000km 的地方相对于该星球无初速度释放，则此电子粉尘（ ） A.向星球下落； B.仍在原处悬浮； C.推向太空； D.无法判断。 【变式练习1】光滑绝缘水平面上，两个相同的小球带有等量异种电荷，用轻质绝缘弹簧相连静止时弹簧伸长量为 x1；若使两小球的带电量都加倍，再次静止时弹簧伸长量为x2下列结论正确的是（ ） A.x2=2x1 ； B.x2=4x1； C.x2>4x1 ； D.x

4、2<4x1 。 【变式练习 2】大小相同的两个金属小球 A、B 带有等量电荷，相隔一定距离时，两球间的库仑引力大小为 F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B 两个小球接触后再移开，这时A、B 两球间的库仑力大小（ ） A.一定是 F/8； B.一定是 F/4； C.可能是 3F/8； D.可能是 3F/4。 【变式练习 3】两个大小相同的小球带有不等量的电荷，它们相隔某一距离时，相互作用的库仑力大小为 F1现将两小球接触后又放回到原位置，它们之间相互作用的库仑力大小为F2下列说法中正确的是（ ） A.若F1 ，则两小球原来所带电的电性一定相反； B.若F1 ，则两小

5、球原来所带电的电性一定相同； C.若F1=F2，则两小球原来所带电的电性一定相同； D.若F1>F2，则两小球原来所带电的电性一定相反。 3.力的平衡问题： 【例 3】同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知 q1、q2间的距离是 q2、q3间距离的2 倍，下列说法可能正确的是（ ） A.q1、q3 为正电荷，q2是负电荷； B.q1、q3 为负电荷，q2 是正电荷； C.q1:q2:q3=36:4:9； D.q1:q2:q3=9:4:36。【例 4】如图所示，两个带电小球A、B 分别用细丝线悬吊在同一点 O，静止后两小球在同

6、一水平线上，丝线与竖直方向的夹角分别为、 (>，关于两小球的质量 m1 、m2和带电量q1 、q2，下列说法中正确的是（ ） A.一定有 m1 ， q1 ； B. 可能有 m1 ， q1>q2 ； C.可能有 m1=m2， q1=q2； D.可能有 m1>m2， q1=q2。 三、题型归纳： 【电荷的基本概念】 1.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元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量； C元电荷就是质子； D物体所带电量只能是元电荷的整数倍。 【起电问题】 2如图，有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球 B(不接触时，验

7、电器的金箔张角减小，则（ ） A金属球 A 可能不带电； B金属球 A 可能带负电； C金属球 A 可能带正电； D金属球 A 一定带正电。 3. 将两个完全相同的金属球 A 和 B 接触一下，再分开一小段距离，发现两小球之间相互排斥，则 A、B两球原来带电情况可能是（ ） AA 和 B 原来带有等量异种电荷； BA 和 B 原来带有同种电荷； CA 和 B 原来带有不等量异种电荷； DA 和 B 原来只有一个带电。 4.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是（ ） A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷； B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一

8、个物体； C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分； D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体。 【库仑定律】 5.（2009 绵阳南山高二期中） 两个带电量都是 q 的点电荷相距 d 时，它们之间的相互作用力为 F。若使它们距离加倍时，则它们之间的相互作用力为（ ） AF/2； BF/4； CF/8； DF/16。 6.半径为 r 的两个带电金属小球，球心相距3r，每个小球带电量都是+q，设这两个小球间的静电力大小为F，则下列式子中正确的是（ ） A. B. C. D.7.两个直径为 r 的带电球，当它们相距100r 时的静电力为 F，当它们相距r时的静电力为

9、（ ） A. B.104F； C.100F； D.以上答案均不对。 8.已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为 2e/3，下夸克带电为-e/3，e 为电子所带电量的大小。如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为 l，l=1.5×10-15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）。 【力的平衡】 9.如图所示，两根细丝线悬挂两个质量相同的小球 A、B当A、B不带电时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为TA、TB使 A、B带等量同种电荷时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为TA/、TB/下列结论正确的是（ ） A.TA/=TA

10、 ，TB/ >TB； B.TA/=TA ，TB/ B ； C.TA/ A ， T B / >T B ； D.T A / >T A ， T B / B 。 10.如图所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球 A 和 B相互排斥，静止时两球位于同一水平面，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为和，且<，由此可知（ ） A.B 球带的电荷量较多； B.B 球的质量较大； C.B 球受的拉力较大； D.两球接触后，再静止下来，两绝缘细线与竖直方向的夹角变为和，仍有<。 11.（2010 成都七中高二期中）如图，带电小球A、B 的电荷分别为 QA、QB，都用长 L 的丝线悬挂在 O

11、点。静止时 A、B 相距为 d。为使 AB 间距离减为 d/2 时 A、B 仍然平衡，可采用以下哪些方法 （ ） A.将小球 A、B 的质量都增加到原来的2 倍； B.将小球 B 的质量增加到原来的8 倍； C.将小球 A、B 的电荷量都减小到原来的一半； D.将小球 A、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球 B 的质量增加到原来的 2 倍。 四、近年期末、调研、高考真题： 1.（2008 成都高二调研）两个完全相同的金属小球，电荷量之比为 17，相距为r 时，它们之间的库仑力为F 。若两者充分接触后再放回到原来的位置上，则它们之间的库仑力可能变为（ ） A7 F /16； B7 F /

12、9； C9 F /7； D16 F /7。 2.（2007 成都高二调研）如图所示，质量分别为 m1 和 m2、电荷量分别为 q1和q2的小球，各自用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来。达到平衡时两丝线与竖直方向的夹角分别是和（>），两小球恰在同一水平线上，那么（ ） A.两丝线上的拉力大小一定相等； B.m1 和 m2 所受的电场力大小一定相等； C.m1 一定等于 m2； D.q1 一定等于 q2。 3.（2010 绵阳中学高二期末） 如图所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于O 点，若 q1 > q2，l1 > l2，平衡时两球到过 O点的竖直线的距离相等，则（ ）

13、A.m1m2； B.m1m2； C.m1m2； D.无法确定。 4.（2009 成都高二调研）如图所示，把一带正电小球 a 穿过光滑绝缘的半圆环上，欲使该小球静止在图示的 P 位置，需在 M、N 之间放另一个带点小球 b（O 点是圆环的圆心），则小球b 可能（ ） A.带负电，放在 O点； B.带负电，放在 A点； C.带正电，放在 A点； D.带正电，放在 B点。 5如图所示，把一带正电的小球。放在光滑绝缘斜面上，欲使 a 球能静止在斜面上，需在 MN 间的 A、B、C 三点中一点放一带电小球 b，若 a、b两球均可看成点电荷，则b 球应（ ）A.带负电，放在 A点； B.带负电，放在B 点

14、； C.带负电，放在C 点； D.带正电，放在C 点。课后作业【例1】 两个点电荷带有相等的电量，要求它们之间相距1m时的相互作用力等于1N，则每个电荷的电量是多少？等于电子电量的多少倍？【例2】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为17，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 几倍1. 静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们运动轨迹如图所示，则（ ）A. a带负电荷，b

15、带正电荷，c不带电荷B. a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷C. a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷D. a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷2. 已知介子、介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电荷量如表中所示，表中e为元电荷。ud带电荷量+ee下列说法正确的是（ ）A. 由u和组成 B. 由d和组成C. 由u和组成 D. 由d和组成 3. 挂在绝缘细线下的两轻质小球，由于电荷的相互作用而靠近，如图甲所示；或远离，如图乙所示，则（ ）A. 甲图中两球一定带异种电荷B. 乙图中两球一定带同种电荷C. 甲图中两球至少有一个带电D. 乙图中两球至少有一

16、个带电4. 如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（ ） A. 只有M端验电箱张开，且M端带正电B. 只有N端验电箔张开，且N端带负电C. 两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D. 两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电5. 如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为、，则下列结论正确的有（ ）A. 沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且B. 只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，

17、且C. 沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且D. 沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关6. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。如图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）7. 有两个完全相同的金属小球，它们的半径均为r，分别带电+q和+5q，当它们在真空中相距为d（两球心间的距离，且）时，它们之间的库仑力为F，若将这两个球相接触后，放置在间距为原来一半的位置，这时它们之间的库仑力为（ ）A. 5F B. 1.8F C. 7.2F D. 9F 8. 如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B。现给B一个沿垂直AB方向的速度，B球将（ ）。（视A、B均为点电荷，质量忽略不计）A. 若A、B为异种电荷，B球一定做圆周运动B. 若A、B为异种电荷，B球可能做加速度、速率均变小的曲线运动C. 若A、B为同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动D. 若A