电荷、库仑定律

1、第六章静电场第1讲电场的力的性质物质的电结构、电荷守恒(考纲要求 )1.物质的电结构(1)原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成，原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等(2)金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子2电荷及电荷守恒定律(1)元电荷：最小的电荷量，其值为e1.60×1019C.其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍(2)电荷守恒定律内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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，电荷的总量保持不变起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电带电实质：物体带电的实质是

2、得失电子.点电荷、静电场(考纲要求 )1.点电荷(1)当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷(2)是一种理想化的物理模型2静电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用判断正误，正确的划“”，错误的划“×”(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍()(2)完全相同的两金属球接触后电荷先中和后平分()(3)把电荷放入电场中，电荷一定受到电场力的作用()库仑定律(考纲要求 )1.内容：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正比，与它们的距离的平方成反比作用力的方向在它

3、们的连线上2表达式：Fk，式中k9.0×109 N·m2/C2，叫静电力常量3适用条件：真空中的点电荷.电场强度、点电荷的场强(考纲要求 )1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值2定义式：E.单位：N/C或V/m3点电荷的电场强度真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：Ek.4方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向5电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵从平行四边形定则判断正误，正确的划“”，错误的划“×”(1)根据公式Fk得，当r0时，有F.() 基 础 自 测1(

4、多选)关于元电荷的下列说法中正确的是()A元电荷实质上是指电子和质子本身B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C元电荷的值通常取e1.60×1019 CD电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根通过实验测得的3(单选)两个分别带有电荷量为Q和3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为()A.FBFCFD12F4(单选)如图612所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷

5、，两球电量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为()图612AF引G，F库kBF引G，F库kCF引G，F库kDF引G，F库k热点二库仑力作用下的平衡问题1静电场中带电体平衡问题的解题思路(1)确定研究对象如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”，确定研究对象(2)受力分析注意多了一个库仑力.(3)列平衡方程2库仑定律及库仑力的两点注意(1)库仑定律适用于真空中的点电荷，其正负不表示力的大小，而表示力的性质(2)库仑力具有力的共性，如两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律【典例2】(2013·新课标全国卷，18)如图618，在光滑

6、绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电整个系统置于方向水平的匀强电场中已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为()图618A.BC.D解析各小球都在力的作用下处于静止状态，分别对各小球受力分析，列平衡方程可求解以c球为研究对象，除受a、b两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，如图所示c球处于平衡状态，据共点力平衡条件可知F2kcos 30°，FEqc，解得E，选项B正确答案B【跟踪短训】4下列选项中，A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出A

7、球能保持静止的是()5两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1和m2，带电荷量分别是q1和q2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与中垂线方向成1角和2角，且两球处于同一水平线上，如图619所示，若12，则下述结论正确的是()图619Aq1一定等于q2B一定满足Cm1一定等于m2D必须同时满足q1q2、m1m2物理建模9.三电荷平衡模型两个等量点电荷电场的分布模型三电荷平衡模型(模型演示见PPT课件)1模型构建对由三个自由电荷组成的系统，且它们仅靠彼此间的静电力作用而处于平衡状态，该系统即为三电荷平衡模型2模型条件(1)三个点电荷共线(2)三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡

8、，不受其他外力(3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等，方向相反，为一对平衡力3模型特点(1)“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上(2)“两同夹异”正负电荷相互间隔(3)“两大夹小”中间电荷的电荷量最小(4)“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷【典例1】 如图6113所示，在光滑绝缘水平面上放置电荷量分别为q1、q2、q3的三个点电荷，三者位于一条直线上，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，三个点电荷都处于静止状态图6113(1)若q2为正电荷，判断q1和q3的电性；(2)求q1、q2、q3三者电荷量大小之比解析(1)q2为正电荷时，假设q1为正电荷

9、，要使q2受力平衡，q3应为正电荷，但此时分析q1的受力情况，q2对q1有向左的斥力，q3对q1也有向左的斥力，q1所受合力向左，不能平衡，因此，q2为正电荷时，q1只能为负电荷同理可知，q3为负电荷(2)三个点电荷所受合力都等于零，根据共点力平衡条件和库仑定律有对q2：kk对q1：kk联立可解得q1q2q3212答案(1)负，负(2)212即学即练1两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图6114所示A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷带负电荷量Q2，且Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则()图6114AQ3为负电荷，且放于A左方BQ3

10、为负电荷，且放于B右方CQ3为正电荷，且放于A、B之间DQ3为正电荷，且放于B右方附：对应高考题组3(2011·上海单科，16)如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A小于NB等于NC等于NFD大于NF5(2011·海南卷，3)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2

11、接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变由此可知()An3Bn4Cn5Dn66(2013·北京卷，18)某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动()A半径越大，加速度越大B半径越小，周期越大C半径越大，角速度越小D半径越小，线速度越小7(2012·浙江理综，19)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()A摩擦使

12、笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和题组二库仑力作用下的平衡问题4(单选)如图6119所示，两个电荷量均为q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上两个小球的半径rl，k表示静电力常量则轻绳的张力大小为()图6119A0BCD5(单选)如图6120所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.若

13、两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30°和45°，则为()图6120A2B3C2D36(单选)如图6121所示三个点电荷q1、q2、q3在一条直线上，q2和q3的距离为q1和q2距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1q2q3为()图6121A(9)4(36)B9436C(3)2(6)D326B深化训练提高能力技巧10(单选)一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q的电荷，另一电荷量为q的点电荷放在球心O上由于对称性，点电荷受力为零现在球壳上挖去半径为r(rR)的一个很小的圆孔，则此时置于球心处的点电荷()A受力大小为零B受力大小为，方向由圆孔指向球心C受力大小为，方向由圆孔指向球心D受力大小为，方向由球心指向圆孔11(单选)如图6125所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷q，则q在A点所受的电场力为