一、电荷库仑定律

电荷 库伦定律一：学习目标1. 知道两种电荷及其相互作用，知道电荷量、元电荷、点电荷的概念.2. 知道摩擦起电、感应起电的本质，知道电荷守恒定律.3. 理解库仑定律的含义及表达式、适用条件，会用库仑定律进行简单计算二：基本知识点 1电荷：自然界中有两种电荷，即和；同种电荷相互，异种电荷相互物体带正电，是由于物体电子；物体带负电，是由于物体有电子 2摩擦起电：摩擦起电的实质是从一个物体到另一个物体上，失去电子的物体带电，得到电子的物体带电。用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，毛皮带正电，用丝绸摩擦玻璃棒后，玻璃棒带正电，丝绸带负电（本质是电荷从一个物体转移到了另外一个物体） 3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，叫做；在这个过程中，导体中的从导体的一部分到另一部分；导体上靠近电荷的一端的电性与电荷的电性，远端的电性与电荷的电性 4元电荷：在物理学中，常用元电荷e作为电荷量的单位，元电荷的电荷量为库仑；一个电子的电荷量为库仑；所有带电物体的电荷量或者等于e，或者是e的5电荷守恒定律：电荷既不能，也不能，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，在转移的过程中，电荷的总量6库仑定律：在真空中两个点电荷间作用力跟它们的电量的乘积q1q2成正比，跟它们间的距离的平方r2成反比，力的方向在它们的连线上。 库仑定律的数学表达式是Fk，式中k叫静电常数，其数值为k9.0109 Nm2/C2。适用条件是：真空中、点电荷 7点电荷：是指没有的带电体，是一种理想化的模型，实际上并不存在。如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可看成点电荷。均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电量与该球相同的点电荷。三：问题探究 1在北方的冬天，如果天气干燥，我们会听到“噼啪”声，还会看到电火花；当我们用手去拉车门或把手时也会有触电的感觉，这种现象我们叫静电现象阅读教材并回答静电现象是如何产生的？ 答案物体间摩擦时电荷发生了转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电 2阅读教材中演示实验“感应起电”，思考：如果先把C移走，再分开A、B，A、B还能分别带负、正电荷吗？为什么？ 答案不能移走C后，A、B上的正、负电荷发生了中和，对外不再显示电性总结：1电荷的种类自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷用毛皮摩擦过的橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷2电荷的作用带电体能 ；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3电荷量：电荷的 叫做电荷量，符号：Q或q，单位：库仑，符号：C. 3.我们要使一个导体带电，可以采取哪三种方式？它们带电的方式有哪些相同之处？答案带电方式：摩擦起电、感应起电和接触带电它们都是电荷的转移总结：1三种带电方式都是电荷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，电荷总量 2元电荷是电荷量而不是电荷，所有带电体的电荷量或者等于元电荷，或者是元电荷的 对点电荷的理解(1)“点电荷”指的是一种没有大小的带电体(2)看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看成点电荷对库仑定律的理解(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们 成正比，跟它们 的二次方成反比，作用力的方向在 (2)表达式：Fk，其中k是一个常量，叫静电力常量，F是两个点电荷间的静电力，Q1、Q2是它们所带的电荷量，r是它们之间的距离(3)适用条件： ； (4)静电力的方向：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，作用力的方向在两点电荷的连线上(5)静电力常量k数值：k9.0109 Nm2/C2.物理意义：真空中两个相距为1 m、电荷量都为1 C的点电荷之间的相互作用力为9.0109 N.说明静电力具有力的共性，遵循牛顿第三定律和力的 平行四边形 定则问题：根据公式Fk，当r0时，则库仑力F，这种认识对吗？为什么？ 答案这种认识是错误的因为当r0时，两电荷已失去了作为点电荷的前提条件，何况实际电荷都有一定大小，根本不会出现r0的情况，也就是说当r0时，电荷已不能再看成是点电荷，所以违背了库仑定律的适用条件(“”表示“趋向于”，“”表示“无穷大”)例题：【例1】M和N是两个原来都不带电的物体，它们互相摩擦后，M带正电荷下列判断正确的是 ()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NCM在摩擦过程中创造了正电荷DN在摩擦过程中失去电子【例2】关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是()A摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移D以上说法均不正确【例3】下列关于点电荷的说法中正确的是()A只有体积很小的带电体，才能看做点电荷B体积很大的带电体一定不能看做点电荷C点电荷一定是电荷量很小的带电体D两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理【例4】两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且静止于真空中，求它们间的相互作用力。【例5】真空中两个点电荷Q1、Q2，距离为R，当Q1增大到2倍时，Q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的()A4/9 B4/27 C8/27 D2/27【例5】两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2C正电荷，q2=4C负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为F。（1）今将q1、q2、r都加倍，相互作用力如何变？（2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（3）只将r增大4倍，相互作用力如何变？（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？（5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？课堂习题：1两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况不可能是 A.原来的其中一个带电 B.原来小球原来分别带等量异种电荷 C.两个小球原来分别带同种电荷 D.两个小球原来分别带不等量异种电荷 2关于点电荷的概念，下列说法正确的是 A.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，这两个带电体可看作点电荷 B.有体积很小的带电体才能看作点电荷 C.积很大的带电体一定不能看作点电荷 D.对任何带电球体，总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷 3已知点电荷A的电量是B点电荷的2倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力大小的比值为（ ） A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.不一定 4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5带电微粒所带的电荷量不可能是下列数值中的()A2.41019 C B6.41019 CC1.61018 C D4.81017 C6关于库仑定律的公式Fk，下列说法中正确的是()A当真空中两个电荷间距离r时，它们间的静电力F0B当真空中两个电荷间距离r0时，它们间的静电力FC当真空中两个电荷间的距离r时，库仑定律的公式就不适用了D当真空中两个电荷间的距离r0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了7如图1所示，A、B两绝缘导体相互接触，原来不带电用一带负电绝缘球C靠近A端(不接触)，