江苏2019年高考物理总复习第24讲电荷及其守恒定律库仑定律讲义.docx

第24讲电荷及其守恒定律库仑定律考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求点电荷库仑定律电荷电荷守恒定律15年T2选择，考查静电现象理解和应用数学处理物理问题弱项清单1.对于库仑定律只适用于点电荷的条件把握不牢；2.库仑定律作用下物体的平衡与加速，受力分析时库仑力的分析不到位.知识整合一、电荷电荷守恒定律1自然界中的两种电荷：_和_2电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消失，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，在转移的过程中电荷的_3使物体带电的方式有三种：a._；b._；c_物体带电的实质是：_4静电现象：各种物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，因而物质得失电子的本领也不同，这就造成了摩擦起电等各种带电现象二、点电荷库仑定律1点电荷点电荷是理想化模型，在带电体的尺寸比它到其他带电体的距离_，以致带电体的形状和电荷在它上面的分布对要研究的问题已经无关紧要时，带电体可以视为点电荷；带电体能否看成点电荷具有相对性，点电荷与力学中的_类似2库仑定律(1)库仑定律：_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表达式：_，式中k_，叫静电力常量(2)库仑力的适用条件：_，_(3)用库仑定律进行计算时，不必将符号代入，只需判断力的性质即可方法技巧考点1接触起电两个导体接触时电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；若两导体形状、大小相同原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分【典型例题1】(多选)两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为51(皆可视为点电荷)，它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1F2可能为() A52 B54 C56 D59考点2库仑定律的理解1库仑定律的表达式为Fk，其适用条件是真空中两静止的点电荷对于两带电小球之间的库仑力，公式中的r不一定指球心之距，当两小球之间的距离相对于直径较小时，若是同种电荷，由于电荷相互排斥，r大于球心之距；若是异种电荷，由于电荷相互吸引，r小于球心之距2在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小3两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反考点3静电现象1生活中常见的静电现象(1)电视荧光屏静电：荧光屏因电子撞击而积累大量的静电(2)梳头产生静电：因头发与梳子摩擦而产生静电(3)脱毛衣产生静电放电：因衣服间的摩擦产生静电而放电，常听到“噼啪”的声音，在黑暗中并可看见微弱的火光(4)摸门把、金属物有触电现象：在干燥地区，人在地毯上行走与地毯摩擦，身上积累大量静电，触及金属物体后放电2静电现象的应用于防止(1)应用：静电除尘、静电复印、静电喷漆(2)防止：静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静电【典型例题2】静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载春秋纬考异邮中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是() A梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引 C小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉【学习建议】平时学习时，要关注实际生活，关注我国古代重要的科技成果，要从生活现象中理解物理知识，用物理知识解释生活中的问题考点4带电体的平衡与运动1三个自由点电荷的共线平衡规律“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2库仑力作用下物体的平衡与运动【典型例题3】如图所示，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在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为() A正，B的右边0.4 m处 B正，B的左边0.2 m处 C负，A的左边0.2 m处 D负，A的右边0.2 m处【典型例题4】(多选)如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比() A推力F将增大 B竖直墙面对小球A的弹力增大 C地面对小球B的弹力一定不变 D两个小球之间的距离增大1.如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上已知A与B间、B与C间和C与A间的距离均为L，A球带电荷量QAq，B球带电荷量QBq.若在小球C上加一方向水平向右、大小未知的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相对静止求：(1)C球所带电荷量QC；(2)外力F的大小2.带电小球的质量为m，当匀强电场方向水平向右时，小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的A点，图中30，如图所示，当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变)，求小球从A点起滑到最低点时对轨道的压力当堂检测1.(多选)如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径r的3倍若使它们带上等量电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式可能正确的是()第1题图 AF引G，F库k BF引G，F库k CF引G，F库k DF引G，F库k2下列措施中，不属防止静电危害的是() A油罐车后有一条拖在地面上的铁链条 B小汽车上有一根露在外面的小天线 C在印染厂中保持适当的湿度 D在地毯中夹杂0.050.07 mm的不锈钢丝导电纤维3两个带正电的小球，放在光滑的水平绝缘板上，它们相距一定距离若同时释放两球，它们的加速度之比将() A保持不变 B先增大后减小 C增大 D减小4如图所示，A、B两小球带等量同号电荷，A固定在竖直放置的L10 cm长的绝缘支柱上，B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处，斜面倾角为30，B的质量为m10103 kg.求：(1)B球对斜面的压力大小(2)B球带的电荷量大小(g取10 m/s2，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，结果保留两位有效数字)第4题图5如图所示，空中有三个点电荷A、B、C.A和B所带电荷量为Q，C所带电荷量为Q，AB连线水平长度为L，C围绕A、B连线中心O在竖直面内做匀速圆周运动，O、C之间的距离为，不计重力，静电力常量为k.求：(1)电荷C做圆周运动的向心力；(2)电荷C运动的角速度第5题图第一章电场第24讲电荷及其守恒定律库仑定律知识整合基础自测一、1.正电荷负电荷2.总量保持不变3.摩擦起电感应起电接触起电得失电子二、1.小得多质点2.(1)真空Fk90109 Nm2/C2(2)真空点电荷方法技巧典型例题1BD【解析】两小球的电性存在两种可能：同种电荷、异种电荷；两小球接触后等分原来的总电量，若为异种电荷，则要先中和再等分典型例题2C典型例题3C【解析】要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C正确. 典型例题4CD【解析】对A球受力分析，受到三个力，重力、弹力、库仑力，B小球向左缓慢拉动一小段距离后，库仑力与竖直方向的夹角变小，A的重力不变，墙壁的弹力方向不变，根据平行四边形定则，库仑力变小，墙壁的弹力变小，根据库仑定律得公式可知：电荷量不变，库仑力变小，距离变大，对整体而言，墙壁对球的弹力等于拉力，所以拉力变小，所以两小球间距离将增大，推力F将减小变式训练1(1)2q负电(2)3k【解析】因为A、B、C三球保持相对静止，故有相同的状态，对它们整体进行研究，由牛顿第二定律有：F3ma，对A分析，如图所示，可知C的电性应与A和B相异，即C带负电，则有：kcos30maksin30k联立上述三个方程式求得：QC2q，即C球带2q的负电荷，F3k.变式训练22(1) mg方向竖直向下【解析】设小球带电量为q，电场强度大小为E，当场强方向向右时，小球在A点受力如图由平衡条件得：qEmg/tan30mg.当场强方向竖直向下时，电场力的方向变为竖直向下，小球从A到B的过程中，重力、电场力都做正功由动能定理得：(mgqE)R(1sin30)mv20v设小球到B点时受到的支持力为FN.则：FN(mgqE)m代入数据解得：FN 2(1)mg由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力FN2(1)mg，方向竖直向下当堂检测1BD【解析】万有引力不仅适用于质点也适用于质量分布均匀的球体，库仑定律只对点电荷适用，若两者带同种电荷，由于排斥使得电荷的距离大于l，D正确；若两者带异种电荷，由于吸引使得电荷的距离小于l，B正确；2B【解析】油罐车后装一条拖在地面上的铁链条，可以及时导走油罐车上产生(摩擦等原因)的静电荷，避免电荷越积越多，从而产生高压放电，使油罐车起火爆炸，所以选项A正确；在地毯中夹杂导电纤维，同样是为了导走摩擦产生的静电荷，而保持印染厂空气适当湿度，是为了使静电荷及时散失，避免干扰印染的质量，所以选项C、D正确；而在小汽车外露出一根小天线，是为了接收电磁波(收音机等)，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，良好地被静电屏蔽了，无法收到无线电信号，因此，选项B错3A4(1)0.2 N(2)5.8107 C【解析】(1)令B球对斜面的支持力为FN，带的电荷量Q，A、B相距r.对B球受力分析如图所示第4题图FNcosmg，得FN0.20 N.据牛顿第三定律得B球对斜面的压力FN0.20 N.(2)两小球