2012高考物理复习 电学部分 静电场1 电荷守恒定律 库仑定律精讲精练

用心 爱心 专心 1 20122012 高考复习高考复习 电学部分电学部分 精讲精练静电场精讲精练静电场 1 1 电荷守恒定律电荷守恒定律 库仑定律库仑定律 课标要求 1 电荷 电荷守恒 1 了解人类对电现象的认识历程 知道摩擦起电和感应起电 认识物质起电的本质 体会人类探索自然规律的方法 2 知道电荷量的单位 知道元电荷的大小 3 了解电荷守恒定律 了解生活中的静电现象 并运用物质的微观模型和电荷守恒 定律来解释 2 库仑定律 1 知道点电荷的概念 2 了解库仑定律 知道静电力常量 知识精要 1 电荷分为正电荷和负电荷两种 同种电荷相斥 异种电荷相吸 物体所带电荷的多 少叫电荷量 在国际单位制中 电荷量的单位是库仑 2 呈电中性的物体失去电子则带正电 得到电子则带负电 物体带电的三种方式 摩 擦起电 感应起电和接触起电 3 电子和质子带有等量异种电荷 它们所带的电荷量在数值上都是 e 1 60 10 19C 实 验表明 任何带电体所带的电荷量总是电荷量 e 的整数倍 为此 把 e 1 60 10 19C 叫做元 电荷 注意 元电荷是自然界中最小的带电量 一个电子电量仅是数值上等于元电荷 其 电性为负 4 电荷守恒定律 电荷不会凭空产生 也不会凭空消失 只能从一个物体转移到另一 个物体 或从物体的一部分转移到另一部分 电量的总和保持不变 5 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 是一 种理想化物理模型 6 库仑定律 1 内容 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比 跟它们间距 离的平方成反比 作用力的方向在它们的连线上 2 定律的数学表达式 F kQ1Q2 r2 式中 k 9 0 109Nm2C 2 用心 爱心 专心 2 3 适用条件 适用于真空中两个点电荷的相互作用 但两个均匀带电球体相距较远 时也可视为点电荷 r 应指两球体积的球心距 计算题中的电量均取绝对值 相互作用力的 方向根据同种电荷相斥异种电荷相吸定性判断 名师点拨 例例 1 1 关于点电荷的说法 正确的是 A 只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B 体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时 这两个带电 体可看作点电荷 D 一切带电体都可以看成点电荷 解析 解析 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 所 以不能只根据带电物体体积的大小来判定是否可看成点电荷 答案为 C 例例 2 2 半径为 R 的两个较大金属球放在绝缘桌面上 若两球都带有等量同种电荷 Q 时相 互之间的库仑力为 F1 两球带等量异种电荷 Q 与 Q 时库仑力为 F2 则 A F1 F2 B F1E0 p1 p2 p0 B E1 E2 E0 p1 p2 p0 C 接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点 D 两球必将同时返回各自的出发点 解析 解析 由动量守恒 两球的速度始终等值反向 因此接触点正好是初位置连线的中点 也必将同时返回各自的出发点 两球接触后的电荷量都变为 1 5Q 在相同距离上的库仑斥 力增大 返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功 系统电势能减小 动能增大 选 AD 例例 6 6 如图 在光滑水平面上有 A B 两带电小球 A 质量 m1 带正电 q1 B 质量 m2 带 负电量 q2 用一水平力拉 A 使 AB 保持 L 的距离一起向前运动 拉力 F 为多大 解析 解析 要使 AB 保持 L 的距离一起向前运动 即 A B 具 有相同的加速度 以 A B 整体为研究对象 12 F a mm 以 B 为研究对象 12 2 12 2 22 q q k q q L ak mL m 所以得 12 12 2 2 q q Fkmm L m mBg F L d AB Q 2Q AB 用心 爱心 专心 4 思考 思考 若不用外力拉 要保持 AB 的距离不变 AB 应做什么运动 你能求出它们运动的 哪些物理量 解析 解析 若不用外力拉 要保持 AB 的距离不变 AB 只可能绕连线上的某点做匀速圆周运 动 AB 间的库仑力提供向心力 2212 1122 2 q q kmrmr L 12 rrL 可以求出 1212 r rT v v 等 及时反馈 1 关于元电荷的解释 下列说法正确的是 A 元电荷就是电子 B 元电荷跟电子所带的电荷量相等 C 基本电荷就是质子 D 物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 2 两个相同的金属小球 可看作点电荷 带电量之比为 1 7 在真空中相距为 r 两者相互接触后再放回原来的位置上 则它们间的库仑力可能是原来的 A 4 7B 3 7C 9 7D 16 7 3 在真空中一直线上依次排列三个点电荷 A B C 都处于平衡状态 若三个电荷 的电量 电性及间距都未知 则根据平衡能够断定 A A B C 分别带什么电 B A B C 中哪几个电荷同号 哪几个异号 C A B C 带电量的大小关系 D 哪一个电荷的电量最小 4 2 20 01 11 1 济济南南模模拟拟 如图所示 竖直绝缘墙壁上的 Q 处有一固定的质点 A 在 Q 正上 方的 P 点用丝线悬挂另一质点 B A B 两质点因为带电而相互排斥 致使悬线与竖直方向 成 角 由于漏电使 A B 两质点的带电量逐渐减少 在电荷漏完之前 悬线对悬点 P 的 拉力大小 A 保持不变 P B Q A 用心 爱心 专心 5 B 先变小后变大 C 逐渐减小 D 逐渐增大 5 小球 B 与小球 A 是完全相同的金属球 带电小球 B 从高H处由静止开始向着固定 不动的带有 q电荷的小球 A 落下 如图所示 B 与 A 发生碰撞的瞬间机械 能不损失 则跳起的高度可能 不计阻力 A 大于H B 等于H C 小于H D 一定是H 2 6 真空中有 A B 两个点电荷 相距 L 质量分别为 m 和 2m 它们由静止出发 开始时 A 的加速度为 a 经过一段时间 B 的加速度也为 a 速率为 v 那么 这时两点电荷相距 点电荷 A 的速率为 7 在一条直线上 从左向右依次固定 A B C 三个带电小球 A B C 的质量之比为 mA mB mC 1 2 3 小球所在的光滑平面是绝缘的 当只将小球 A 释放的瞬间 它获得向 左的加速度大小为 5m s2 当只将小球 B 释放的瞬间 它获得向右的加速度大小为 4 m s2 那么当只将小球 C 释放的瞬间 它将获得向 的加速度大小为 m s2 8