电荷守恒定律库仑定律

第14讲电荷守恒定律库仑定律一电荷、电荷守恒定律二库仑定律教材研读突破一电荷及电荷守恒定律突破二库仑定律的理解及应用重难突破一、电荷、电荷守恒定律教材研读1.电荷:自然界中存在正、负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带①正

电

荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带②负

电荷。2.元电荷:最小的电荷量,其值为e=③

1.60×10-19

C

,带电体的电荷量

皆为元电荷的④整数倍

。3.点电荷:形状和大小对所研究问题的影响可⑤忽略不计

的带电体

称为点电荷。4.电荷守恒定律(1)起电方式:⑥接触起电

、摩擦起电、⑦感应起电

。(2)带电实质:物体带电的实质是⑧电荷的转移

。(3)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体⑨转移

到

另一个物体,或者从物体的一部分⑩转移

到另一部分;在转移过程

中,电荷的总量

保持不变

。二、库仑定律1.内容:①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:F=②

k

,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫静电力常量。3.适用条件:③真空

中的④点电荷

。1.判断下列说法的正误:(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。

(√)(2)点电荷和电场线都是客观存在的。

(✕)(3)根据F=k

,当r→0时,F→∞。

(✕)2.真空中两个完全相同的带电小球A和B(均可看做点电荷),带电量分别

为+2q和-6q,固定在相距为r的两点,两球间静电力为F,现用绝缘工具使

两球接触后分开,将其固定在距离为

r的两点,则两球间库仑力为

(

A)A.相互作用的斥力,大小为

FB.相互作用的引力,大小为

FC.相互作用的引力,大小为

FD.相互作用的斥力,大小为2F突破一电荷及电荷守恒定律重难突破1.两种电荷(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。2.三种起电方式:摩擦起电、感应起电和接触起电,它们的实质都是电荷

的转移。3.元电荷:最小的电荷量,e=1.6×10-19

C。4.电荷守恒定律表述1: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,这个结论叫做电荷守恒定律。表述2:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。典例1完全相同的金属小球A、B,A球带电荷量为+16Q,B球带电荷量

为-8Q。现将A与B接触后分开,则A、B两球的带电荷量分别为

(C)A.-8Q,+16Q

B.+8Q,+8QC.+4Q,+4Q

D.-4Q,-4Q解析因两球带异种电荷,所以小球A与B接触后应是先中和,后把剩余

的电荷量平分,即A、B两球的带电荷量都为q=

=4Q,选项C对。易错提醒完全相同的两个金属球接触后再分开,如果金属球带同种电荷,总电荷量直接平分;如果金属球带异种电荷,需要先中和,剩余电荷再平均分配。1-1关于摩擦起电和感应起电的原因,下列说法正确的是

(C)A.摩擦起电的原因是电荷的转移,感应起电的原因是产生电荷B.摩擦起电的原因是产生电荷,感应起电的原因是电荷的转移C.摩擦起电和感应起电的原因都是电荷的转移D.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

出电荷解析摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了

电荷可以从一个物体转移到另一个物体。摩擦起电现象说明机械能可

以转化为电能,但并没有创造电荷,电荷只是发生转移。感应起电过程,

电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分。突破二库仑定律的理解及应用

库仑定律的理解:(1)库仑定律适用于真空中两点电荷,空气中也可近似适用。(2)计算点电荷间的静电力时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、

负号代入公式中。(3)库仑力的方向由两点电荷的电性决定,可按照同种电荷相互排斥,异

种电荷相互吸引来确定。典例2电荷量分别为q1、q2的两个点电荷,相距r时相互作用力为F,则

下列说法正确的是

(D)A.如果q1、q2恒定,当距离变为

时作用力将变为2FB.如果其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时,作用力变为4FC.如果将它们的电荷量和距离都加倍时,作用力变为2FD.如果它们的电荷量都加倍,距离变为

r时,作用力变为2F解析根据公式F=

,当距离减少为原来的

时,相互作用力变为原来的4倍,A错;若其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时,作用力

变为2F,B错;如果将它们的电荷量和距离都加倍时,作用力不变,C错;如

果它们的电荷量都加倍,距离变为

r时,作用力变为2F,选项D正确。2-1如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为

l,当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,则

(

B)A.A、B间库仑力大小F=

B.A、B间库仑力大小F=

C.细线拉力大小FT=

D.细线拉力大小FT=

mg解析由题意作图,通过几何关系可计算出A、B间距离为l,所以A、B间

库仑力大小F=

,A错误。对A进行受力分析,作出受力示意图,库仑力与细线拉力之间夹角为60°,根据平衡条件可得F=FT,Fcos30°+FTcos30°=mg,则F=F库=

=,故B正确,C、D错误。2-2如图甲所示,两段等长绝缘轻质细绳将质量分别为m、3m的带电

小球A、B(均可视为点电荷)悬挂在O点,系统处于静止状态,然后在水平

方向施加一匀强电场,当系统再次达到静止状态时,如图乙所示,小球B

刚好位于O点正下方(细绳始终处于伸长状态)。则两个点电荷带电量的大小QA∶QB是

(A)A.7∶3

B.3∶1C.3∶7

D.5∶3解析在题图乙中,令∠BOA=∠ABO=θ,对A、B整体受力分析,由平衡

条件可得:TOAcosθ=4mg,QBE+TOAsinθ=QAE;对B受力分析,由平衡条件可

得:TABcosθ+Fcosθ=3mg,TAB