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1、2010 届高三物理静电场复习1 静电场闪电撕裂了天空,雷霆震撼着大地，雷雨时节的“电闪雷鸣” 是人类最早认识的电现象。我国古代最早的雷电记录是周易记述的公元前 1068 年一次球型雷袭，这也是世界上发现最早的雷击记录。在这惊心动魄的自然现象背后，蕴含着许多的物理原理，吸引了不少科学家对它们进行探究，甚至像富兰克林和达利巴尔德等人还冒着生命危险去捕捉闪电。今天我们生活中的电灯、电话、电视、电脑等哪一样不是与电有关？电是那样的神奇，让人看不见、摸不着。电是从哪里的？我们又该如何认识它呢？电荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应该怎样利用这些规律？链接生活同学们都有这样的生活经历，在干
2、燥的冬天梳头或脱下毛衣，会有叭叭的响声，在暗处会看到火光，你知道吗，这是电荷在作怪哟！闪电在划过夜空时，为什么会是弯曲的？细心的同学会发现，运输汽油的油罐车，都要有一根金属链条搭在地上，你知道这是为什么吗？链接知识本的内容是电学的基础知识，也是学习以后各的准备知识。场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。正确理解场强和电势的物理意义，是掌握好本知识的关键。本的其他内容，如导体在电场中的静电感应现象和静电平衡问题，实质上是电场中力的性质研究的继续；电势差、电场力的功、电势能的变化等是电场的能的性质讨论的延伸；带电粒子在电场中的运动问题则是电场中上述两性质的综合运用。链接高考近几
3、年高考对本专题知识考查的频率很高，主要集中在电场的有关概念、电场力做功与电势能的变化、带电粒子在电场中的运动及电容器等知识点上，尤其是与力学中的牛顿运动定律、动能定理、功能关系结合起考查较多。第 1 节 电荷及其守恒定律【教材详解】知识幻灯片 1 电荷1、两种电荷 实验探究 用钢笔的塑料杆摩擦干燥的头发，然后靠近轻小的纸屑。现象：我们会发现钢笔的塑料杆能够吸引轻小的纸屑。解释：其实这和情景思考中实验的原理是相同的，主要是利用到了摩擦起电的原理！一般情况下物体不带电，不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，
4、用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，带电体有吸引轻小物体的性质。当玻璃与硬泡沫塑料摩擦带上静电后，就会吸引细小轻的小纸人！由于硬泡沫塑料在不停移动,作用于小纸人上的力也就发生变化,带动小纸人运动,看上去就是起舞翩翩了!（1）两种电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷。负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。（2）自由电子和离子:金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子，称为正离子；得到电子的原子便成为带负电的离子，称为负离子。（3）电荷间的相互作用规
5、律：电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引，两电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。示例如图 111 所示，a，b， ，d 为四个带电小球，两球之间的作用分别为 a 吸 d，b 斥，斥 a，d 吸 b，则（ ）A仅有两个小球带同种电荷B 仅有三个小球带同种电荷 ，d 小球带同种电荷 D ，d 小球带异种电荷 点拨：应根据同种电荷间相互排斥、异种电荷间相互吸引，从题给条判断出各电荷电性关系。由 d 吸 a，d 吸 b 可知 a 与 b 带同种电荷，且与 d 带异种电荷；由斥 a，斥 b 可知与 a，b 带同种电荷，与d 带异种电荷，A 错，B 对，错，D 对。答
6、案：BD2、起电的三种方式（1）摩擦起电由于两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。如玻璃棒与丝绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电，硬橡胶棒与毛皮摩擦时，由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电。思维警示：原子核中的质子不能脱离原子核而移动,即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷，转移的只能是负电荷即电子。带正电的物体一定失去了电子，带负电的物体一定获得了电子，其本质都是发生了电子的转移。（2）感应起电当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠
7、近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应，利用静电感应使导体带电的过程就叫做感应起电。如图 1-1-2 所示，导体 A、B 相接触后靠近，带正电，由于静电感应，A、B 上的自由电子受到带电体的吸引而聚集到 A 端，使 A 端带负电，B 端由于失去电子而带正电。这时先把 A、B 分开，然后移去，则 A 和 B 两导体上就分别带上了等量异种电荷。思维警示：如果先移开,再分开 A、B，那么原 A、B 上感应出的异种电荷会立即中和，不会使 A、B 带电。（3）接触起电一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触，使不带电的导体带上电荷，这种方式称为接触起带电。如验电器和带
8、电体接触时，正是因为接触起电，带电体的一部分电荷转移到验电器上，使验电器的指针张开。电荷量分配规律：接触带电时，两个物体最终电荷量的分配很复杂，但两个原相同的导体球相互接触后，总电荷量平均分配。例如，将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金属小球接触后分开，它们平分了原的电荷而带上等量同种电荷。延伸拓展 从物体起电的各种方式不难看出，它们都不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，或者从物体的一部分转移到了物体的另一部分。示例绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球 a，a 的表面镀有铝膜。在 a 的近旁有一绝缘金属球 b，开始时，a 、b 都不带电，如图 1-1-3 所示，现使
9、 b 带正电，则( )A、b 将吸引 a，吸住后不放开B 、 b 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开、a、b 之间不发生相互作用D、b 立即把 a 排斥开点拨：b 带电后，由于静电感应，a 的近 b 端和远 b 端分别出现等量的负电荷和正电荷，b 对 a 的吸引作用大于排斥作用。a 、b 接触后带同种电荷，又相互排斥。故选项 B 正确。 答案：B误区点拨 本题中如果 a 的表面不是镀有铝膜，则 a 的近 b 端和远b 端不会分别出现等量的负电荷和正电荷，有些同学往往就错误认为 A、B 之间不发生相互作用，这是由于没有正确认识带电体有吸引轻小物体这一性质；也有同学认为 B 吸引 A，所以两球吸在
10、一起后不再分开，这是由于没有认识到由于接触导电两球带上了同种电荷。所以，在平时学习过程中，应重视对基本概念、性质的理解。知识盘点：1、电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。2、物体的起电方式：摩擦起电、感应起电和接触起电任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷知识幻灯片 2 电荷守恒定律 元电荷在近代物理实验中发现，在一定条下，电荷是可以产生和湮没的，正、负电子对的湮没与电荷守恒定律矛盾吗?分析：不矛盾。这种情况下带电粒子总是成对湮没和产生，两种电荷数目相等，正负相反，而光子或中子都是中性的，本身不带电，所以电荷的代数和不变。由此我们可以得到下面
11、的两种表述。1、电荷守恒定律（1）内容：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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，电荷总量不变。这个结论叫做电荷守恒定律。（2）电荷守恒定律的另一种表述：电荷守恒定律也常表述为：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的。温馨提示：电荷守恒定律是物理学的基本定律之一适用范围：电荷守恒定律在一切宏观、微观物理过程中成立，对所有惯性参考系都成立起电过程实质是物体中正负电荷的分离和转移的过程，两个物体之间或物体的两部分之间能转移的是电子。电荷的中和是正负电荷对外表现的电性相互抵消，使得净电荷减少或为零，但正负电荷
12、本身依然存在，并不是正负电荷消失，电荷不会消失，也不能被创造出。我们通常讨论物体带何种电性，是指物体的净电荷是正还是负，也就是说物体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷，还是负电荷多于正电荷。电荷的中和实质是正负电荷的结合过程，但在分离、转移、结合等过程中电荷的总量保持不变。2、元电荷（1）电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电量。其国际单位为库仑，符号是。 （2）元电荷:科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，这个最小的电荷量叫元电荷，用 e 表示，这是电荷的最小单位。（3）元电荷的数值：e1601019。（4）比荷：电子的电荷量 e 和电子质量之比叫电子的比荷。电子的比荷也是一个常用的物理
13、量，电子的比荷为 。温馨提示：元电荷是电荷量的单位（1601019 作为一个电荷量单位） ，不是指某电荷，不能说元电荷就是电子电量或一个电子。在研究原子、原子核及其他基本粒子时，为了方便，常用元电荷作为电量的单位。电荷量不能连续变化，电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量或者等于 e，或者是 e 的整数倍。元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得到的比较电荷带电的多少，要比较的是其电荷量的绝对值，绝对值大的带电多尽管电荷量有正负值（正号一般省略） ，要知道这里的“” 、 “”号不表示电荷量的大小，只代表电荷的性质（种类） 一般，正电荷的电量用正值表示，负电荷的电量用负值表示示例甲物
14、体与乙物体相互摩擦，没有其他物体参与电荷的交换，发现甲物体带了 9610-16 的正电荷以下结论正确的是（ ）A甲物体失去了 6103 个电子 B乙物体失去了 6103 个电子乙物体带 9610-16 的负电荷 D乙物体带 9610-16 的正电荷点拨：根据摩擦起电的特点，甲物体带了 9610-16 的正电荷，说明甲物体失去了 9610-16 的负电荷，即失去了 9610-16 /1601019=6103 个电子；没有其他物体参与电荷的交换，由电荷守恒定律可知，乙物体得到了 6103 个电子，带 9610-16 的负电荷。 答案：A知识盘点：1、电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它
15、们只能是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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。或者说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的。2、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷。任何带电粒子所带的电量都是元电荷的整数倍。带电粒子的电荷量与其质量之比叫做粒子的比荷。【例题详解】题组幻灯片 1 两种电荷间的相互作用电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。同时要注意带电体有吸引轻小物体的性质。典题 1 挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图 1-1-4 甲、乙所示，则（ ）A甲图中两球一定带异种电荷B 乙图
16、中两球一定带同种电荷甲图中至少有一个带电D乙图中两球至多有一个带电题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以可以判断出现甲图的现象，可以是两个带异种电荷的小球，也可以是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象，则必须都带电且是同种电荷。 答案：B、两个轻小球相互吸引有两种可能性，一种是两个小球带异种电荷，另一种是一个小球带电，另一个小球不带电。相互排斥只有一种可能，就是两个小球带同种电荷。典题 2 如图 1-1-所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球 A 和 B，此时，上、下丝线受的力分别为 TA、TB；如果使A 带正电，B 带负电，上、下丝线受力分别为 TA TB_。 （填“变大”或“ 变小” 或“不变” ）不带电时，分析 B 受
