高二物理暑期辅导班 课题十二 电荷及其守恒定律 库仑定律教学案（无答案）.doc

课题十二 电荷及其守恒定律 库仑定律【学习目标】1. 了解摩擦起电和感应起电；知道元电荷的概念；理解电荷守恒定律.2. 理解库仑定律；知道静电力常量；会用库仑定律进行有关的计算.3. 了解点电荷的概念【几个概念】三种带电方式：三种使物体带电的方法任务：经历摩擦起电和感应起电的实验过程，知道三种使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电本质。（1）摩擦起电1摩擦起电：用 使物体带电叫摩擦起电。2摩擦起电的微观解释原子的核式结构任何物体都是由原子构成的，而原子由带正电的 和带负电的 所组成，电子绕着原子核运动。摩擦起电的原因：在通常情况下，原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数 ，原子不显电性，所以整个物体是中性的，由原子组成的物体也呈中性。但不同物质的原子核束缚电子的本领不同，当两个物体相互摩擦时，原子核束缚电子的本领弱的物体，容易失去电子，它的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子而带正电，原子核束缚电子的本领强的，容易得到电子，而带负电。用丝绸摩擦过的玻璃棒 电子，带 电；丝绸 电子，带 电。用毛皮摩擦过的橡胶棒 电子，带 电；毛皮 电子，带 电。摩擦起电的实质： 。摩擦起电的结果：两个相互摩擦的物体带上了 。（2）感应起电1观察演示：（参见课本图111）：把带正电荷的球c移近彼此接触的异体a，b。可以看到a，b上的金属箔 了，表示a，b都带上了 。如果先把c移走，a和b上的金属箔 如果先把a和b分开，然后移开c，可以看到a和b金属箔仍 ，说明a和b仍带有电荷；如果再让a和b接触，a和b上的金属箔 ，他们就不再带电这说明a和b分开后所带的是 电荷，重新接触后等量异种电荷发生 。2静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。3感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电。4静电感应的原因本质原因：把带电的球c移近金属导体a和b时，由于 ，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体a和b带上了 。感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。（3）接触带电1用 方法也可以使物体带电。（4）三种使物体带电的方法的共同规律通过对三种起电方式本质的分析，它们的共同规律是什么？答：电荷守恒定律：点电荷：元电荷：3元电荷：电子或质子所带的电荷量，用e表示，e = 。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：比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为c/kg。库仑定律：【方法探究】【例1】关于点电荷的概念，下列说法中正确的是（ ）a. 当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看成点电荷b. 只有体积很小的带电体才可以看成点电荷c. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷d. 对于任何带电体，总可以把它看成电荷全部集中在球心的点电荷【例2】关于库仑定律的公式，下列说法中正确的是：（ ）a当真空中的两个点电荷间的距离r时，它们之间的静电力f0b当真空中的两个点电荷间的距离r0时，它们之间的静电力fc当两个点电荷之间的距离r时，库仑定律的公式就不适用了d当两个点电荷之间的距离r0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了【同步练习】两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为13，相距为r时相互作用的库仑力的大小为f，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为：a. b. c. d.【例3】如图所示，在真空中有两个固定的点电荷a、b相距为l,电荷量分别为+4q和-q.（1） 将另一个点电荷c放在哪个位置，可以使它在库仑力作用下保持静止？（2） 若在a、b两处的点电荷都不固定，现在要求这三个点电荷都能保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？【同步练习】如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2的距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比q1：q2：q3为多少？例4如图示，一光滑绝缘导轨，与水平方向成45角，两个质量均为m、电荷量均为q的带同种电荷的小球从等高处由静止沿导轨下滑(导轨足够长)求：(1)两个小球间距离为何值时，两球速度达到最大值？(2)以后小球做何种形式的运动？【同步练习】如图示，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？【基础回扣】1. 自然界中只存在 电荷和 电荷，同种电荷互相 ，异种电荷互相 .2. 使物体带电的方法有三种： 、 、 ，其本质都是电荷的 .3. 电荷守恒定律： 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 .4. 元电荷： 迄今为止，科学实验发现的 电荷量就是电子所带的电荷量，即元电荷电荷量e= .实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的 倍，电荷量e的数值最早是由美国物理学家 测得的.5. 电子的比荷： 电子的 与电子的 之比.6. 库仑定律： 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 ，与它们距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的连线上，公式为 ，国际单位制中，静电力常量k= .库仑定律的适用条件是 。【效果评估】1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2.带电微粒所带的电荷量的值不可能的是下列的：（ ）a.2.410-19c b.6.410-19c c.1.610-19c d.410-17c3.如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球a、b，上下两根细线中的拉力分别为fa、fb，现在使a、b带同种电荷，此时，上下细绳受力分别为f/a、f/b，则a.f/afa、f/bfb； b.f/afa、f/b fb；c.f/a fb； d.f/a fa、f/b fb；ba4.如图两根丝线悬挂在同一点的带电小球受静电斥力而互相分开，两球悬线和竖直方向的夹角分别为和，且，这是因为： （ ）a.b球带的电量比a球