《家教必备讲义学案教案(电荷及其守恒定律、库仑定律)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《家教必备讲义学案教案(电荷及其守恒定律、库仑定律)（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课 题电荷及其守恒定律、库仑定律教学目标1、理解点电荷、元电荷的概念2、掌握库仑定律及其适用范围和简单应用重 点点电荷、库仑定律难 点库仑定律的应用【知识要点】1物质的电结构：构成物质的原子本身包括： 的质子和 的中子构成 ，核外有带 的电子，整个原子对外 表现为 2元电荷：最小的电荷量，其值为e 其他带电体的电荷量皆为元电荷的 3电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一部分 到另一部分；在转移过程中，电荷的总量 (2)起电方式： 、 、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是 4点电荷：是一种理想化的物理模型，当带电体本身的 和 对研
2、究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷5库仑定律(1)内容：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 ，与它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的 上(2)公式：Fk，其中比例系数k叫做静电力常量，k9.0109 Nm2/C2.(3)适用条件： ； 6三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反(2)规律：“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”正负电荷相互间隔；“两大夹小”中间电荷的电荷量最小；“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷【典型例题】【例题1】使带电的金属球靠
3、近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 ()【例题2】(2009江苏高考)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，则两球间库仑力的大小为 ()A.F B.F C.F D12F【例题3】(2009浙江理综)如图4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，每根弹簧的长度为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 ()Al BlCl Dl【例
4、题4】如图5所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R，在中心处固定一带电荷量为Q的点电荷质量为m、带电荷量为q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大？【反馈训练】1. 一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好，管内部有两个完全一样的弹性金属小球A和B(如图7)，分别带电荷量9Q和Q.两球从图中位置由静止释放，问两球再次经过图中位置时，A球的瞬时加速度为释放时的几倍？2. 如图5所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电Q，B带电9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均
5、在电场力的作用下处于平衡状态，问：C应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷量为多少？【能力训练】 1（2012江苏卷）真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r则A、B两点的电场强度大小之比为A3：1 B1：3 C9：1 D1：92（2012上海卷）A、B、C三点在同一直线上，AB:BC1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为（）（A）F/2 （B）F/2（C）F（D）F3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元电荷是表示跟电子所带电荷
6、量相等的电荷量C元电荷就是质子D物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍4下面关于点电荷的说法正确的是()A只有体积很小的带电体才可看做点电荷B只有做平动的带电体才可看做点电荷C只有带电荷量很少的带电体才可看做点电荷D点电荷所带电荷量可多可少5关于库仑定律，下列说法正确的是()A库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B根据Fk，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律6下面各图A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在
7、图中标出A球能保持静止的是()7M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电1.61010 C，下列判断正确的有()A在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B摩擦的过程中电子从M转移到NCN在摩擦后一定带负电1.61010 CDM在摩擦过程中失去1.61010个电子8.两个半径为R的带电导体球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为()AFkBFkCFk D无法确定9(2010辽宁沈阳二测)如图10所示，点电荷3Q与Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分现使一个带负电的试探电荷，从C点开始以某一初速度向右运动，不计试探电荷的重力则关于该电荷在CD之间的运
8、动，下列说法中可能正确的是()A一直做减速运动，且加速度逐渐变小B做先减速后加速的运动C一直做加速运动，且加速度逐渐变小D做先加速后减速的运动10.(2010广东模拟)如图11所示，三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为OaObOc，让三球带电后它们能静止在图中位置此时细线Oc沿竖直方向，a、b、c连线恰构成一等边三角形，则下列说法正确的是() Aa、b、c三球质量一定相等Ba、b、c三球所带电荷量一定相等C细线Oa、Ob所受拉力大小相等Da、b、c三球所受静电力大小一定相等11.如图12所示，A、B是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中mA0.1 kg
9、，细线总长为20 cm.现将绝缘细线绕过固定于O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA的线长等于OB的线长，A球依靠在光滑绝缘竖直墙上，B球悬线OB偏离竖直方向60，求B球的质量和墙所受A球的压力(g取10 m/s2)12.如图13所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们之间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为.求：(1)A受到的静摩擦力；(2)如果将A的电荷量增至4Q，则两物体将开始运动当它们的加速度第一次为零时，A、B同时运动了多远的距离？例题答案：1. 答案B解析由于静电感应，当带电的金属球靠近不带电的验电器时，验电器达到静
10、电平衡，近端(靠近金属球端)感应出异种电荷，远端(金属箔片)感应出同种电荷 2. 答案C 解析由库仑定律知，F，两小球接触后电荷量先中和再平分，使得两小球带电荷量均为Q，此时的库仑力FF.3. 答案C解析以左边小球为研究对象，它受另外两个带电小球的库仑斥力和弹簧弹力作用而平衡，有Fk0x，x，故弹簧原长l0lxl.4. 解析设小球在最高点时的速度为v1，根据牛顿第二定律mgm 设当小球在最低点时的速度为v2，管壁对小球的作用力为F，根据牛顿第二定律有Fmgm 小球从最高点运动到最低点的过程中只有重力做功，故机械能守恒则mvmg2Rmv 由式得F6mg由牛顿第三定律得球对管壁的作用力F6mg.反
11、馈训练1. 答案： 解析释放后A、B吸引、相碰，相碰后电荷中和一部分后重新分配，对于本题中两个小球完全相同，电荷应均匀分配，即A、B两球相碰后均带电4Q.对于A球，释放时受库仑力F1k.再次经过图示位置时受库仑力F2.根据牛顿第二定律有：F1ma1F2ma2故.即A球瞬时加速度为释放时的倍2，答案： 负电A的左边0.2 m处且与AB在一条直线上 Q解析根据平衡条件判断，C应带负电，放在A的左边且和AB在一条直线上设C带电荷量为q，与A点相距为x，则以A为研究对象，由平衡条件：kk以C为研究对象，则kk解得xr0.2 m，qQ故C应带负电，放在A的左边0.2 m处，且与AB在一条直线上，带电荷量
12、为Q.规范思维三个点电荷都平衡的规律：三个点电荷一定满足：(1)在同一直线上；(2)两同夹一异；(3)两大夹一小能力训练答案 1. 【答案】C 【解析】根据库仑定律，选C。2. 答案：B3BD4D能否将一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否无需考虑它的体积大小和形状，即它的体积大小和形状可不予考虑时就可以将其看成点电荷，至于它的电荷量就可多可少5D6. AD【解析】小球A受重力、库仑力和绝缘细线的拉力，受力示意图如图所示，由共点力的平衡条件及平行四边形法则可知AD正确7. BC 8. 【解析】因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布，当q1、q2
13、是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的两侧，距离小于3R，如图所示，所以静电力可能小于k，也可能大于k，所以D正确9AB10C解析：以小球c为研究对象，受到4个力的作用，重力，方向竖直向下，Oc绳的拉力，方向竖直向上，a球对c球的静电力Fac和b球对c球的静电力Fbc，由于小球c处于平衡状态，所以Fac和Fbc的合力必沿竖直方向，因为a、b、c构成一等边三角形，所以FacFbc.分别对a、b两球进行受力分析，根据力的正交分解、物体的平衡条件和牛顿第三定律易得，细线Oa、Ob所受拉力大小相等，C正确；a、b、c三球的质量、带电荷量没有要求，可能相等，也可能不相等，A、B错误；若三球的带电荷量不相等，三球所受的静电力也不相等，D错误
