人教版选修11 第1章 第1节 电荷 库伦定律 学案.doc

一、电荷库仑定律学 习 目 标知 识 脉 络1知道两种电荷及其相互作用，电荷量的概念，了解三种带电方式(重点)2知道元电荷、点电荷的概念，理解电荷守恒定律(难点)3理解库仑定律的含义及其表达式、适用条件(重点)4学会应用库仑定律进行简单的计算(重点、难点)对 电 荷 的 认 识电 荷 守 恒 定 律1人类对电现象的初步探究(1)各种静电现象引起学者们的关注和研究(2)富兰克林证明了天电和摩擦产生的电是相同的2两种电荷及相互作用(1)两种电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷；丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷(2)电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3使物体带电的方式(1)摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电两个不同物质种类的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电(2)感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象(3)接触带电：用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电4起电的实质(1)物质的微观电结构物质的原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成，整个原子对外表现为电中性(2)起电的实质：原子核外电子的转移形成的5电荷量(1)定义：电荷的多少叫做电荷量，符号：q(或q)(2)单位：在国际单位制中单位为库仑，简称库，符号是c.6元电荷电子或质子所带电荷量为e1.61019 c实验表明：任何带电体所带的电荷量要么等于e，要么是e的整数倍7电荷守恒定律电荷既不能创生，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的过程中，电荷的总量不变1同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引()2一个带电体所带的电荷量为5.01019c.()3摩擦起电的两物体带等量异种电荷()1有的同学说用摩擦起电的方式可以创生电荷，这样自然界中的电荷就会越来越多，你认为这种说法对吗？电荷的存在又遵循怎样的规律呢？【提示】这种说法不正确这些电荷遵循电荷守恒定律2梳过干燥头发的塑料梳子(或尺子)能吸引轻小物体；冬春季节脱化纤衣服时会听到“噼噼啪啪”的响声，晚上还会看到电火花；触摸带电导体球的人头发会成爆炸式立起来以上这些常见现象的发生都是因为物体带有电那你知道可以通过哪些方式使物体带电吗？【提示】(1)摩擦起电，即电荷(电子)从一个物体转移到另一个物体(2)感应起电，即电荷(电子)从物体的一部分转移到另一部分(3)接触带电1对感应起电的理解(1)过程及现象：取一对用绝缘支柱支持的金属导体a、b，使它们彼此接触起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔是闭合的，如图111甲所示带正电荷的球c移近导体a，可以看到a、b上的金属箔都张开了，这表示a、b上都带了电荷，如图111乙所示如果把a、b分开，然后移去c，可以看到a和b仍带有电荷，如图111丙所示让a、b接触，金属箔就不再张开，表明它们不再带电了.电流这说明a、b所带的电荷是等量的，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和甲乙丙感应起电图111(2)感应起电的本质：在导体c上的电荷作用下，导体a、b上的自由电荷发生定向移动，使导体中的自由电荷由导体的b端移至a端，而引起a端带负电，b端带正电，此时若将a、b分离，则成为带等量异种电荷的带电体2检验物体是否带电可用验电器(1)利用接触带电：使待检验物体与验电器小球接触，若带电，验电器箔片张开，若不带电，则不张开(2)利用感应起电：使待检验物体靠近验电器的金属小球，如果物体带电，则与金属小球、箔片及连接它们的金属杆产生静电感应，验电器两箔片张开这种检验方法最大的优点是不会改变待检验物体上的带电荷量3对元电荷的认识(1)一个电子、一个质子或一个正电子所带的电荷量都是e，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍(2)元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量因为物体的带电荷量通常较小，因此可用元电荷的整数倍方便地表示，如电子的带电荷量为e，即表示电子的带电荷量为1.601019c.4对电荷守恒定律的理解(1)电荷守恒定律的另一种表达：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如接触带电时不带电物体与带电物体接触后，电荷在两物体上重新分配，但总电荷量不变摩擦起电实质上是电子在不同物体间的转移(2)接触带电时，两个完全相同的导体球相互接触，则电荷量平分若两导体球带同种电荷，会把总电荷量平分；若带异种电荷，则先中和然后再把剩余电荷量平分1下列关于带电现象的说法正确的是()a玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电b相互摩擦的两个物体一定能起电c带电现象的本质是电子的转移，物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性d自然界中的电荷总量不变【解析】玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子因而带正电，但玻璃棒与其他物体摩擦后不一定总是失去电子，因而不能确定其电性，同理也无法确定橡胶棒的电性，故a错；并不是任意两个物体间摩擦时都能起电，故b错；物体如果原来带正电，得到电子后，可能带正电也可能带负电，故c错；根据电荷守恒定律可知d对，故正确答案为d.【答案】d2在感应起电中带负电物体靠近带绝缘底座的导体时，如图112所示m处将()图112a带正电b带负电c不带电d以上答案均有可能【解析】由同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体中的负电荷被排斥到m处，所以选项b正确【答案】b3(多选)下列说法中正确的是()a静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分b摩擦起电时，一个物体失去一些电子带正电，另一个物体得到这些电子带负电c两个带电体接触一定等分电荷量d一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体可能带上异种电荷【答案】ab三种起电方式的实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移，且都遵守电荷守恒定律.库 仑 定 律1库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上2电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力3库仑定律的数学表达式是fk，式中k叫静电力常量，其数值为9.0109，其单位是nm2/c2.4库仑定律的适用条件：真空；点电荷5点电荷：是指没有大小的带电体，是一种理想化的模型1库仑定律适用于真空中的点电荷()2点电荷是理想化模型，实际并不存在()3只有很小的电荷才能看成点电荷()1有的同学认为元电荷就是点电荷，你认为这种说法对吗？你是怎样认为的？【提示】这种说法不对(1)到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量实验指出，所有带电物体的电荷量要么等于e，要么是e的整数倍因此，电荷量e叫做元电荷(2)点电荷是一种理想化的物理模型当带电体的形状、大小及电荷分布状况对静电力的影响可以忽略时，带电体才可看成点电荷2有人认为据f，当r0时，f，你认为对吗？【提示】不对，当r0时，两带电体已不能视为点电荷了不能再应用库仑定律来计算了对库仑定律的理解1点电荷类似于力学中的质点，是一种物理模型，实际中并不存在2一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做点电荷3静电力的计算公式fk，式中k叫静电力常量，在国际单位制中，k9.0109 nm2/c2.4公式的适用条件(1)仅适用于真空中两个静止的点电荷(2)均匀带电球体可以看成电荷量集中在球心的点电荷，应用公式计算库仑力，这时距离r是从球心算起5静电力具有力的共性，如遵守牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则6研究微观带电粒子的相互作用时，经常忽略万有引力(因其万有引力比起静电力来非常非常小)4真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r，它们间的静电力为f.若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，距离变为2r，则它们之间的静电力变为()abcd【解析】根据题目给出的条件，真空、点电荷，符合库仑定律条件，由库仑定律公式fk知：当q甲2q甲，q乙q乙，r2r时，fkkf.【答案】b5对于真空中静止的两个点电荷，(1)保持两个点电荷的距离不变，若把每个点电荷的电荷量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的_倍(2)保持两个点电荷的电荷量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的_倍(3)保持其中一个点电荷的电荷量不变，另一个点电荷的电荷量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的_倍. 【解析】(1)设两个点电荷的距离为r，电荷量分别为q1、q2，原来的作用力