高考物理总复习：电荷守恒定律、库仑定律、电场强度辅导（无答案）

1、.高考物理电荷守恒定律、库仑定律、电场强度辅导教案授课主题电荷守恒定律、库仑定律、电场强度教学目的1、 知道电荷守恒定律2、 掌握库伦定律，并会进展受力分析3、 掌握电场强度的概念，会计算电场强度的大小4、 掌握电场线及常见几种情况电场线的分布教学重难点库伦定律条件，电场强度的概念，电场强度的大小，电场线及常见几种情况电场线的分布教学内容1、 上节课知识点回忆家庭作业2、 学前试练1、滚筒式静电分选器由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成，C与G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地，如下图，电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离并产生大量离子。如今导

2、电性能不同的两种物质粉粒a、b混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性，以下说法正确的选项是：A粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽EB粉粒b落入斜槽F，粉粒a落入料槽EC假设滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是不允许的D假设滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是允许的2、两个半径相等体积不能忽略的金属球相距r,它们带有等量同种电荷q时，互相间的库仑力为F1，假设间隔 不变，它们带有等量异种电荷q时，库仑力为F2，那么两力大小 。AF1F2 BF1F2 CF1F2 D无法确定3、如下图，质量为m，带正电的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，

3、当滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为A继续匀速下滑B将加速下滑C减速下滑D上述三种情况都有可能发生3、 课程导入图中的母女两人用手接触一个带电体时，身体带上了电，头发上的电荷互相排斥，她们的头发便竖立起来。电学在高考中占的分值较大，通常与磁学、力学结合在一起进展考察，这一节我们来探究电荷间互相作用力所遵从的规律。三、本节知识点讲解一、电荷及其守恒定律电荷名字的由来：公元前600年左右，希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。 16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念。 美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。自然界中的两种电荷1、正电荷 ：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正

4、电荷。2、负电荷 ：把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷。3、带电体的根本性质：吸引轻小物体。4、电荷间的互相作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。三种起电方式1摩擦起电：互相摩擦的物体带等量异种电荷 摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的才能不同 本质：互相作用的物体间电子的转移 结果：两个互相摩擦的物体带上了等量异种电荷2接触起电：不带电的物体跟带电的物体接触时, 不带电的物体与带电的物体带同种电荷。例如:将一个带电的金属小球跟另一个完全一样的不带电的金属小球接触后分开,它们平分了原来的带量而带上等量的同种电荷。 接触带电的本质：电子在不同物体间的转移。可见：上述两种起

5、电方式都是电子在物体间的转移。3静电感应：一个带电体靠近导体时，导体近端带上异性电，远端带上等量同性电。 先分开AB再拿走带电体，AB分别带上等量异性电荷。 感应起电：当一个带电体靠近导体时,由于电荷间互相吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离导体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷。 本质：微观带电粒子在物体内部转移；结果：使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷。想一想：1、电荷的互相增强、减弱和中和现象，是否是电荷消失? 2、物体显中性，是否是物体中没有电荷? 3、各种起电过程是否是创造了电荷?电荷守恒定律 1、起电的本质：无论是哪种起电方式,其本质

6、都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，本质是电子的转移，并不是创造电荷.电荷既不能创造，也不能消灭，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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。2、电荷的分配原那么两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进展电荷的重新分配；两个带有异种电荷的导体接触，电荷也会重新分配，假设不受外界影响，两个完全一样的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配.元电荷、电荷的多少叫做电荷量 符号：Q或q 单位：库仑C正电荷的电量为正值

7、，负电荷的电量为负值。、元电荷 元电荷：电子所带的电荷量，用e表示.元电 荷量e的值：e=1.60×10-19C 所有带电体的电荷 量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电 荷量是不能连续变化的物理量。、 比荷：电荷量e和电子的质量m的比值、 密立根油滴实验静电计：静电计中金属杆下部的程度轴上装有金属指针，指针可以绕程度轴灵敏转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。 静电计的外壳一定是金属的，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了防止气流的影响，它一般是用玻璃制作的。-甲乙典型例题：1、如下图，将带电棒移近两个不带电的导体球，两

8、个导体球开场时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中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先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 2.有三个一样的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电如今让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？变式训练： 1以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的选项是 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

9、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.不管是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移2带电微粒所带的电荷量不可能是以下值中的 A. 2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17CAB+3一个带正电的验电器如下图，当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角减小，那么 A金属球A可能不带电B金属球A一定带正电C金属球A可能带负电D金属球A一定带负电 3.关于点电荷和元电荷的说法中错误的选项是 A、只有很小的球形带电体才叫做点电荷B、带电体间的间隔 比它们本身的大小大

10、得多，以致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160×1019C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4.有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电量为q，B、C均不带电,现要使B球带的电量为3q/8, 应该怎么办?二、库伦定律 我们知道同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.那么电荷间的互相作用力与什么有关,有何关系? 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间互相作用的定性规律,定量讨论电荷间互相作用那么是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律. 电荷间互相作用的力F叫做静电力或库仑力. 1、内容

11、：真空中两个静止点电荷之间的互相作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的间隔 的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上. 2、大小点电荷点电荷：当带电体间的间隔 比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间互相作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做点电荷1点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在2一个带电体能否看作点电荷，是相对于详细问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10 cm的带电圆盘，假如考虑它和相距10 m处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而假如这个电子离带

12、电圆盘只有1 mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面库仑定律的理解适用条件：适用于真空中的点电荷真空中的电荷假设不是点电荷，如图122所示同种电荷时，实际间隔 会增大，如图a所示；异种电荷时，实际间隔 会减小，如图b所示图1222.对公式的理解:有人根据公式,设想当r0时,得出F的结论从数学角度这是必然的结论，但从物理的角度分析，这一结论是错误的，其原因是，当r0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小和形状，根本不会出现r0的情况，也就是说，在r0时不能再用库仑定律计算两电荷间的互相作用力3计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进展即用公式计算库仑力的大小

13、时，不必将电荷q1、q2的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可4式中各量的单位要统一用国际单位，与k9.0×109 N·m2/C2统一5假如一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力6两个点电荷间的库仑力为互相作用力，同样满足牛顿第三定律.典型例题：1、对于库仑定律，下面说法正确的选项是ACA库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的互相作用力B两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C互相作用的两个点电荷，不管它们的电荷量是否一样，它们之间的库仑力大小一定相等

14、D当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量2、 以下关于点电荷的说法中，正确的选项是CA只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C当两个带电体的大小远小于它们之间的间隔 时，可将这两个带电体看成点电荷D一切带电体都可以看成是点电荷3、如下图，A、B两个点电荷的电量分别为Q和q， 放在光滑绝缘程度面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0.假设弹簧发生的是弹性形变，那么 B A保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于

15、2x0C保持Q不变，将q变为q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D保持q不变，将Q变为Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0变式训练：1.真空中两个电性一样的点电荷q1、q2,它们相距较近,保持静止。今释放q2且q2只在q1的库仑力作用下运动,那么q2在运动过程中的速度随时间变化规律正确的选项是2.如下图,三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上,q2与q3间间隔 为q1与q2间间隔 的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以断定,三个电荷的电荷量之比为AA.-94-36B.9436C.-32-6D.3263.如下图，程度地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与程度面的夹角为。一根轻抚绝缘细线的一端固定在斜

16、面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质 量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度一样、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，那么 A. 小球A与B之间库仑力的大小为 B.当时，细线上的拉力为0 C.当时，细线上的拉力为0D.当时，斜面对小球A的支持力为04如下图，两个带电金属小球中心间隔 为r，所带电荷量相等为Q，那么关于它们之间电荷的互相作用力大小F的说法正确的选项是A假设是同种电荷，F<kB假设是异种电荷，F>kC假设是同种电荷，F>kD不管是何种电荷，Fk5如下图，悬

17、挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢挪动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一程度线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.假设两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30°和45°，那么q2/q1为A2 B3C2 D3三、电场强度对电场强度的理解1电场的最根本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，描绘这一性质的物理量就是电场强度2电场强度是采用比值定义法定义的即E，q为放入电场中某点的试探电荷的电荷量，F为电场对试探电荷的静电力用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，如速度、加速度、角速度、功率

18、等这样在定义一个新物理量的同时，也确定了这个新物理量与原有物理量之间的关系3电场强度的定义式给出了一种测量电场中某点的电场强度的方法，但电场中某点的电场强度与试探电荷无关，比值是一定的点电荷、等量同种异种电荷电场线的分布情况和特殊位置场强的比照1点电荷形成的电场中电场线的分布特点如图133所示图1331离点电荷越近，电场线越密集，场强越强2假设以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不一样2等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点如图134所示图1341两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷2两点电荷连线的中垂面中垂线上，电场线方向均一样，

19、即场强方向均一样，且总与中垂面线垂直在中垂面线上到O点等间隔 处各点的场强相等O为两点电荷连线中点3在中垂面线上的电荷受到的静电力的方向总与中垂面线垂直，因此，在中垂面线上挪动电荷时静电力不做功3等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点如图135所示图1351两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线2中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零3两点电荷连线中垂面中垂线上，场强方向总沿面线远离O等量正电荷4在中垂面线上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱4匀强电场中电场线分布特点如图136所示图136电场线是平行、等间距的直线，电场方向与电场线平行5等量异种电荷和等量同种电

20、荷连线上以及中垂线上电场强度各有怎样的规律？1等量异种点电荷连线上以中点O场强最小，中垂线上以中点O的场强为最大；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零因无限远处场强E0，那么沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值2等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强一样；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反.区别公式公式分析物理含义引入过程适用范围Eq是试探电荷，本式是测量或计算场强的一种方法是电场强度大小的定义式由比值法引入，E与F、q无关，反映某点电场的性质适用于一切电场EkQ是场源电荷，它与r都是电场的决定因素是真空中

21、点电荷场强的决定式由E和库仑定律导出真空中的点电荷特别提醒明确区分“场源电荷和“试探电荷电场由场源电荷产生，某点的电场强度E由场源电荷及该点到场源电荷的间隔 决定E不能理解成E与F成正比，与q成反比Ek只适用于真空中的点电荷2对公式Ek的理解r0时，E是错误的，因为已失去了“点电荷这一前提在以Q为中心，以r为半径的球面上，各点的场强大小相等，但方向不同，在点电荷Q的电场中不存在场强相等的两点1.电场强度的叠加注意场强的矢量性。空间某点的电场强度等于各点点电荷单独存在时在该点场强的矢量和。2.带电粒子在电场中的力学问题和之前的力学问题的分析一样，只不过多了个电场力。典型例题：1、如图1-3所示，

22、一电子沿等量异种电荷的中垂线由 AOB匀速飞过，电子重力不计，那么电子所受另一个力的大小和方向变化情况是 A先变大后变小，方向程度向左B先变大后变小，方向程度向右图1-3C先变小后变大，方向程度向左D先变小后变大，方向程度向右2以下关于电场强度的说法中，正确的选项是 A根据公式可知，场强E跟电荷所受的电场力F成正比，跟放入电荷的电荷量q成反比 B由公式可知，在真空中由点电荷Q形成的电场中，某点的场强E跟Q成正比，跟该点到Q的间隔 r的平方成反比 C虽然正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反，但该点的场强方向只有一个，即正电荷在该点的受力方向，也就是负电荷在该点受力的反方向D由公式及均可

23、以确定在真空中点电荷形成的电场中某点的场强，可见场强E与Q或q均有关变式训练：1如图1-6所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象以下判断正确的选项是不计电荷重力 图1-6A电荷向B做匀加速运动B电荷向B做加速度越来越小的运动C电荷向B做加速度越来越大的运动D电荷向B做加速运动，加速度变化情况不能确定2如图1-7 a中AB是一条点电荷电场中的电场线，图b那么是放在电场线上A、B处的检验电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图线，由此可以断定 A场源是正电荷，位置在A侧 B场源是正电荷，位置在B侧 C场源是负电荷，位置在A侧 D场

24、源是负电荷，位置在B侧3在匀强电场中将一质量为m，电荷量为q的带电小球由静止释放，小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为，如图1-10所示，那么可知匀强电场的场强大小 A一定是mg·tan/qB最大值是mg·tanqC最小值是mg·sinqD以上都不对 四、稳固练习1、如下图，用起电机使金属球A带上正电，靠近不带电的验电器B，那么 A验电器金属箔片不张开，因为球A没有和B接触B验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电C验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电D验电器金属箔片张开，因为验电器金属箔片带上了正电2、关于元电荷的解释，以下说法正确的选

25、项是 。元电荷就是电子 元电荷跟电子所带的电荷量相等 根本电荷就是质子 物体所带的电荷只能是元电荷的整数倍A B C D3、为了研究电荷之间的互相作用力跟什么因素有关，小宇做了如下实验：把一个带正电的物体放在A处，然后将挂在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3处，发现情况如下图由此，小宇归纳得出的初步结论是 A电荷之间的作用力大小随间隔 增大而减小B电荷之间的作用力大小随间隔 增大而增大C电荷之间的作用力大小随间隔 的增大先增大后减小D电荷之间的作用力大小与间隔 无关4、如下图，光滑平面上固定金属小球A，用长l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x

26、1，假设两球电量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，那么有     A B C D5、场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场正交。如下图，质量为m的带电粒子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为R的匀速圆周运动，设重力加速度为g，那么以下结论正确的选项是 A粒子带负电，且qmgEB粒子顺时针方向转动C粒子速度大小vBgRED粒子的机械能守恒6、一个正点电荷的电场线分布如下图，、是电场中的两点，和分别表示、两点电场强度的大小，关于和的大小关系，以下说法正确的选项是 A BC D无法比较和的大小7、如下图,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置,假设固定的

27、带正电小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,=30°,A和B在同一条程度线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的间隔 。五、当堂检测1、对物体带电现象的表达，正确的选项是 A不带电的物体一定没有电荷 B带电物体一定具有多余的电子C一根带电的导体棒放在潮湿的房间，过了一段时间后，发现导体棒不带电了，这过程中电荷不守恒2、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是互相吸引的，假如A带正电，那么 AB、C球均带负电BB球带负电，C球带正电CB、C球中必有一个带负电，而另一个不带电DB、C球都不带电3、程度面上有一边长为L的正方形，其a、b、c三个顶点上分别固定了三

28、个等量的正点电荷Q，将一个电荷量为q的点电荷分别放在正方形中心点O点和正方形的另一个顶点d点处，两处相比，以下说法正确的选项是Aq在d点所受的电场力较大Bq在d点所具有的电势能较大Cd点的电势高于O点的电势Dq在两点所受的电场力方向一样4、如下图，光滑绝缘的程度面上有带异种电荷的小球A、B，它们在程度向右的匀强电场中保持相对静止并共同向右做匀加速直线运动设A、B的电荷量绝对值依次为QA、QB，那么以下判断正确的选项是A小球A带正电，小球B带负电，且QA>QBB小球A带正电，小球B带负电，且QA<QBC小球A带负电，小球B带正电，且QA>QBD小球A带负电，小球B带正电，且QA

29、<QB5、如下图是电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的选项是6、以下关于电场和电场线的说法中正确的选项是A电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅在空间相交，也能相切B在电场中，但凡电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域内的点场强为零C同一检验电荷在电场线密集的地方所受电场力大D电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在7、在如下图的匀强电场中，有一轻质棒AB，A点固定在一个可以转动的轴上，B端固定有一个大小可忽略、质量为m，带电荷量为Q的小球，当棒静止后与竖直方向的夹角为，求匀强电场的场强六、课堂总结七、家庭作业1、两金属小球所带电荷量分别为+3Q和-Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为 A +3Q B +2Q C +Q D -Q9如下图，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，那么A仅有两个小球带同种电荷B仅有三个小球带同种电荷C. c、d小球带同种电荷Dc、d小球带异种电荷2、有一个星球假假设是一个均匀带负电的球体，无空气，现有一个质量为m带电荷为q的小球放在离地面h高处恰好能悬浮，假设将小球由静止放在比h更高的位置，那么小球