教科版高中物理选修3-1全册学案

1、时间：二O二一年七月二十九日第一章静电场之助阻及广创作时间：二O二一年七月二十九日第1节 电荷及其守恒定律要点一三种起电方式的区别和联系摩擦起电感应起电接触起电发生及条件两分歧绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时1现象两物体带上等量异种电 荷导体两端呈现等量异种 电荷，且电性与原带电体 '近异远同”导体上带上与带电体相 同电性的电荷原因分歧物质的原子核对核 外电子的束缚力分歧而 发生电子转移导体中的自由电子受到 带正（负）电物体吸引（排斥）而靠近（远离）电荷之间的相互排斥实质电荷在物体之间和物体 内部的转移要点二接触起电的电荷分配原则两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行

2、分配，如图1 -12所示.电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球携同种电荷接触后 平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分.图1121 .“中性”与“中和”之间有联系吗？“中性”和“中和”是两个完全分歧的概念，“中性”是指原 子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，暗示为不带电的状态.可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有 等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中 性状态的一个过程.2 .电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？（1）两种表述：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个

3、 物体转移到另一个物体，或者从物体的一部份转移到另一部份；在 转移的过程中，电荷的总量坚持不变.一个与外界没有电荷交换 的系统，电荷的代数和总是坚持不变的.（2）区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电 ，原来带电的物体也可以使它 失去电性（电的中和），但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有 减少.第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现 的微观粒子在变动中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以发生一个正电子和一个负电子, 一对正负电子可同时湮灭转化为光子 在这种情况下 , 带电粒子总是成对发生或湮灭, 电荷的代数和不变, 即正

4、负电子的发生和湮灭与电荷守恒定律其实不矛盾.一、电荷基赋性质的理解【例 1 】绝缘细线上端固定,图113下端悬挂一个轻质小球a,a 的概况镀有铝膜； 在 a 的近旁有一绝缘金属球b,开始时，a、b都不带电，如图113所示.现使a、 b 分别带正、负电 , 则 ()A b 将吸引a, 吸引后不放开B b 先吸引a, 接触后又与a 分开C a 、 b 之间不发生相互作用D b 立即把 a 排斥开谜底 B解析 因 a 带正电 ,b 带负电 , 异种电荷相互吸引 , 轻质小球 a 将向 b 靠拢并与 b 接触若a、 b 原来所带电荷量不相等, 则当 a 与b 接触后 , 两球先中和一部份原来电荷, 然

5、后将净余的电荷重新分配这样就会带上同种电荷 ( 正电或负电), 由于同种电荷相互排斥, 两球将会被排斥开若a、 b 原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开.二、元电荷的理解【例2 】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自己B.所有带电体的电荷量一定即是元电荷的整数倍C.元电荷的数彳1通常取作e= 1.6X10 19 CD.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的谜底 BCD解析元电荷实际上是指电荷量，数值为1.6 X 10- 19 C,不要误以为元电荷是指某具体的带电物质, 如电子 元电荷是电荷量值,没有正负电性的区别 宏观上

6、所有带电体的电荷量一定是元电荷的 整数倍元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的 , 丈 量精度相当高 .1 . 在图 1 1 1 中的同学的带电方式属于()A.接触起电B.感应起电C.摩擦起电D .以上说法都分歧毛病谜底 A解析 该演示中采纳了接触的方法进行带电，属于接触起电.2 .当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开.此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是（）A.正电荷 B .负电荷C.接触起电 D .感应起电谜底 AC解析 金属箔片的带电性质和相接触的玻璃棒带电性质是相 同的.金属箔片的起电方式为接触起电.3 .当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的

7、金属球后，金属箔片张开.此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是（）A.正电荷 B .负电荷C.感应起电 D .摩擦起电谜底 AC解析 注意该题目和上题的区别.在该题目中，玻璃棒没有接触到金属球，属于感应起电，和玻璃棒靠近的一端（金属球）带电性 质和玻璃棒相反，带负电，和玻璃棒相距较远的一端 （金属箔片）带 电性质和玻璃棒相同，带正电荷.金属箔片的起电方式为感应起电.4 .带电微粒所带的电荷量不成能是下列值中的（）A. 2.4X10 19 C B . 6.4X10 19 CC. 1.6X10 18 C D . 4.0X10 17 C谜底 A解析 任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整

8、数倍，元电荷电荷量为 e=1.6X10- 19 C.选项A中电荷量为3/2倍,B 中电荷量为4倍,C中电荷量为10倍.D中电荷量为250倍.也就 是说R G D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍.所以只有 选项A是不成能的.题型一罕见的带电方式典傀熠如图1所示,图1有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球 B（不接 触）时，验电器的金箔张角减小，则（）A.金属球A可能不带电B.金属球A可能带负电C.金属球A可能带正电D.金属球 A一定带负电思维步步高金属箔片的张角为什么减小？金属箔片上所带电 荷的性质和金属球上带电性质有何异同？如果A带正电会怎样？时间：二O二一年七月二十九日时间：二

9、O二一年七月二十九日不带电会怎样？带负电会怎样？解析 验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷， 而同种电荷相排斥.张开角度的年夜小决定于它们电荷量的几多.如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔 上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减小.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使 A球电荷发生极性分布，靠 近B球的端面呈现负的感应电荷，而背向B球的端面呈现正的感应 电荷.A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用.因距 离的分歧而暗示为吸引作用，从而使金箔张角减小.谜底 AB拓展探究如果该题中 A带负电，和B接触后张角怎么变动？谜底张角变小.题型二电荷

10、守恒定律典忸2旧有两个完全相同的带电绝缘金属小球A B,分别带有电荷量为 QA6.4X10 9 C,QB= 3.2 X10 9 C,让两 绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了几多？思维步步高为什么要求两个小球完全相同？当带异种电荷的 带电体接触后会发生什么现象？接触后各个小球的带电性质和带 电荷量有何特点？转移的电子个数和电荷量有什么关系？解析 在接触过程中，由于B球带负电，其上过剩的电子转移 到A球，这样中和A球上的一部份电荷直至 B球为中性不带电，同时, 由于A球上有净余正电荷，B球上的电子会继续转移到 A球，直至两 球带上等量的正电荷.在接触过程中，电子由球B转移到球A.

11、接触后两小球各自的带 电荷量：QA =QBQAAfQB 6.4X10 9 3.2X10 92=2= 1.6 X10- 9 C共转移的电子电荷量为AQ= Q打 QB= 3.2X1 09 C +1.6X10 9 C= 4.8 X 10 9 CAQ 4.8X10 9 C转移的电子数 n = -e-=16x10_ 19 C = 3.0X1010 个谜底 电子由球B转移到球 A3.0X1010个拓展探究如果该题中两个电荷的带电性质相同，都为正电荷其他条件不变，其结论应该是什么？谜底电子由球B转移到球 A1.0X1010个解析 接触后带电荷量平分，每个小球的带电荷量为3.2 X10- 9 C+6.4 X1

12、0 9 C= 4.8 X 10- 9 C,转移的电荷量为1.6X10 9 C,转移的电子数为 1.0X1010个.一、选择题1 .有一个质量很小的小球 A,用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩 擦过的硬橡胶棒 B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排 斥，则下列说法正确的是（）A.接触前，A、B 一定带异种电荷B.接触前，A、B可能带异种电荷C.接触前，A球一定不带任何电荷D.接触后，A球一定带电荷谜底 BD2 .如图2所示，图2在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近.关于绝缘导体两真个电荷，下列说法中正确的是（）A.两真个感应电荷越来越多B.两真个感应电荷是同种电荷C.两真个感应电荷是异

13、种电荷D.两真个感应电荷电荷量相等谜底 ACD解析 由于导体内有年夜量可以自由移动的电子，当带负电的球P慢慢靠近它时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一真个 电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P的一端带上了等量的 负电荷.导体离P球距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多.3 .下列说法正确的是（）A.摩擦起电是缔造电荷的过程8 .接触起电是电荷转移的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦城市带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭谜底 B解析 在D选项中，电荷并没有消失或者湮灭，只是正负电荷 数目相等，暗示为中性.4.为了测定水分子是极性分子还是非极性分

14、子（极性分子就是时间：二O二一年七月二十九日时间：二O二一年七月二十九日该分子是不显电中性的 , 它通过电场会发生偏转 , 非极性分子不偏转 ), 可做如下实验：在酸式滴定管中注入适量蒸馏水, 翻开活塞 , 让水慢慢如线状流下 , 将用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流, 发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转, 这证明 ()A.水分子是非极性分子B.水分子是极性分子C.水分子是极性分子且带正电D.水分子是极性分子且带负电谜底BD解析根据偏转, 可判断出水分子是极性分子；根据向玻璃棒偏转 , 可以判断出其带负电5 在上题中, 如果将用毛皮摩擦过的橡胶棒接近水流则 ()A.水流将向远离橡胶棒的方向偏离B.水流将

15、向靠近橡胶棒的方向偏离C.水流先靠近再远离橡胶棒D.水流不偏转谜底A解析用毛皮摩擦过的橡胶棒和用丝绸摩擦过的玻璃棒的带 电性质相反6 有甲、乙、丙三个小球, 将它们两两靠近, 它们都相互吸引如图 3 所示那么 , 下面的说法正确的是()图3A.三个小球都带电B.只有一个小球带电C.有两个小球携同种电荷D .有两个小球带异种电荷谜底 D7 如图 4 所示 ,图4a、 b、 c、 d 为四个带电小球, 两球之间的作用分别为 a 吸引 d,b排斥 c,c 排斥 a,d 吸引 b, 则关于它们的带电情况()A.仅有两个小球携同种电荷B.仅有三个小球携同种电荷Cc 、d 两小球携同种电荷Dc 、d 两小

16、球带异种电荷谜底BD解析根据它们之间的相互吸引和排斥的关系可知a、b、 c 携同种电荷 ,d 和其它三个小球带电性质分歧在解决该题时可以先假设其中一个带电小球的带电性质.二、计算论述题8 .如图5所示，图5将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起，用毛织品分别摩 擦两个气球相互接触的处所.放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？谜底 发现两个气球分开，这是因为两个气球携同种电荷，同种电荷相互排斥，所以会分开.9 .有三个完全一样的绝缘金属球，A球所带电荷量为 Q,B、C.3 不带电.现要使 B球带有Q的电荷量，应该怎么办？8谜底见解析解析 由于两个完全相同的金属球接触时,剩余电荷量

17、平均分配，因此，可由以下四种方法：A与C接触分开，再让B与C接触分开，然后A与B接触分开； A与C接触分开，再让A与B接触分开，然后B与C接触分开； A与B接触分开，再让B与C接触分开，然后A与B接触分开； A与B接触分开，再让A与C接触分开，然后B与C接触分开.10 .两块不带电的金属导体 A B均配有绝缘支架，现有一个带 正电的小球C.(1)要使两块金属导体带上等量异种电荷，则应如何把持？哪一i块带正电？(2)要使两块金属导体都带上正电荷 ，则应如何把持？(3)要使两块金属导体都带上负电荷 ，则应如何把持？谜底(1)先将两块导体 A、B紧靠在一起，然后将带电体C从 一端靠近导体，再将两导体

18、分开，最后移走带电体 C.远离带电体 C 的一块带正电.(2)先将两块导体 A B紧靠在一起，然后将带电体C接触导体 A(或B),再将导体C移走，再将两导体A、B分开，则A、B都带上了 正电.(3)先将两块导体 A B紧靠在一起，然后将带电体C从一端靠 近导体，用手接触一下A(或B),再将两导体 A B分开，最后移走带 电体C,则A、B都带上了负电.第2节库仑定律要点归纳* 要点一点电荷点电荷：当带电体间的距离比它们自身的年夜小年夜很多，以至带电体的形状、年夜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作带电的点，叫做点电荷.(1)点电荷是只有电荷量，没有年

19、夜小、形状的理想化模型 ，类 似于力学中的质点，实际中其实不存在.(2) 一个带电体能否看作点电荷，是相对具体问题而言的，不能 单凭其年夜小和形状确定，例如，一个半径为10 cm的带电圆盘，如 果考虑它和相距10 m处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点 电荷，而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm,那么这一带电圆盘又相当于一个无限年夜的带电平面.要点二库仑定律的理解1.适用条件：适用于真空中的点电荷.真空中的电荷若不是点电荷，如图1 22所示.同种电荷时, 实际距离会增年夜，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小， 如图(b)所示.图1222 .对公式f kq半的理解：有人根据公式f k

20、誓，设想当-0 rr时，得出F-s的结论.从数学角度这是肯定的结论，但从物理的角度分析，这一结论是毛病的，其原因是，当r-0时，两电荷已失去了 点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的年夜小和形状，根本不会呈现r=0的情况，也就是说，在r-0时不能再用库仑定律计 算两电荷间的相互作用力.3 .计算库仑力的年夜小与判断库仑力的方向分别进行.即用 公式计算库仑力的年夜小时，不势必电荷q1、q2的正、负号代入公 式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的年夜小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可.4 .式中各量的单元要统一用国际单元，与k = 9.0X109 N m2/C2 统

21、一.5 .如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作 用力，可由静电力叠加的原理求出合力.6 .两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律.1.库仑定律与万有引力定律相比有何异同点?力后引力定律库仑定律分歧点只有引力既有引力又有斥 力天体间暗示明显微观带电粒子 间暗示明显都是场力力后引力场电场公式m1m2 FG。 r2q1q2F=F条件两质点之间P两点电荷之间通过比较我们发现，年夜自然尽管是多种多样的，但也有规律 可循，具有统一的一面.规律的表达那么简捷，却揭示了自然界中深 奥的事理，这就是自然界和谐多样的美.特别提醒 (1)库仑力和万有引力是分歧性质的力.(2)万有引力定

22、律适用时,库仑定律纷歧定适用.7 .三个点电荷如何在一条直线上平衡？当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时.(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边 ，异性在中间”.如果 三个电荷只在库仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态，则这三个电荷一定有两个是同性电荷 ，一个是异性电荷，且两个同 性电荷分居在异性电荷的两边.(2)三个电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷谁的电 荷量小，中间异性电荷就距离谁近一些.一、库仑定律的理解【例11对库仑定律，下面说法正确的是()A.库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B.两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C.相互作用的两个点电

23、荷，不论它们的电荷量是否相同，它们 之间的库仑力年夜小一定相等D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为 4r时，对它们之 间的静电力年夜小，只取决于它们各自所带的电荷量谜底 AC解析 由库仑定律的适用条件知，选项A正确；两个小球若距 离非常近则不能看作点电荷，库仑定律不成立 臼项毛病；点电荷之 间的库仑力属作用力和反作用力，符合牛顿第三定律，故年夜小一 定相等,C项正确；D项中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静 电力年夜小不单与电荷量年夜小有关 ，而且与电性有关，若携同种 电荷，则在斥力作用下，电荷分布如图（a）所示；若带异种电荷，则在 引力作用下电荷分布如图 （b）所示，显然带异种电荷时相

24、互作用力 年夜，故D项毛病.综上知，选项A、C正确.二、点电荷的理解【例2】 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华看成是点电荷B.体积很年夜的带电体一定不能看成是点电荷C当两个带电体的年夜小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D. 一切带电体都可以看成是点电荷谜底 C解析 本题考查点电荷这一理想模型.能否把一个带电体看成 点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积年夜小和形状.能 否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积年夜小而论，应该根据具体情况而定.若它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷.故选C.1 .下列关于点电荷的说法正确的是 （）

25、A.点电荷可以是带电荷量很年夜的带电体B.带电体体积很年夜时不能看成点电荷C.点电荷的所带电荷量可能是2.56 X 10- 20 CD.年夜小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点 电荷谜底 AD2 .如图1 2 3所示，图 1 23两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为 r,带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q,两球之间的静电力为（）A.即是k-Q2B.年夜于k|9r29r2C小于kD即是kQ2 9r2r2谜底 B3 . （1）通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力年夜小 的比力，你能获得什么结论？（2）你怎样确定两个或两个以上的点电荷对某一点电荷的作用 力？谜底 (

26、1)微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用力时,可忽略万有引力.(2)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所 改变.因此，两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力即 是各点电荷独自对这个电荷的作用力的矢量和.4 .关于库仑扭秤图124问题1: 1785年，库仑用自己精心设计的扭秤 (如图1 24所 示)研究了两个点电荷之间的排斥力与它们间距离的关系.通过学 习库仑巧妙的探究方法，回答下面的问题.(1)库仑力F与距离r的关系.(2)库仑力F与电荷量的关系.问题2：写出库仑定律的数学表达式，并说明静电力常量 k的 数值及物理意义.、1谜底问题 1： (1

27、)1刁(2)F ocq1q2问题 2: F= kqr2q2,k =9X109 N m2/C2.物理意义：两个电荷量为1 C的点电荷，在真空中相距1 m时，它们之间的库仑力为 1 N.题型一库仑定律的应用我船吟 如图1所示，两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C,静止 于真空中，相距r=2 m.图1(1)在它们的连线AB的中点。放入正电荷Q,求Q受的静电力.(2)在O点放入负电荷 Q,求Q受的静电力.(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷 q3,q3 =1 C且AC =1 m,求q3所受的静电力.思维步步高库仑定律的表达式是什么？在这个表达式中各个 物理量的物理意义是什么？在直线上的各个点如果

28、放入电荷q,它将受到几个库仑力的作用？这几个力的方向如何？如何将受到的 力进行合成？解析 在A B连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力 的作用，这两个力年夜小相等，方向相反，所以合力为零.如果在O点放入负电荷，仍然受到两个年夜小相等，方向相反的力，合力仍然 为零.在连线上 A的左侧放入负电荷，则受到q1和q2向右的吸引力，年夜小分别为F1 = kq3?和F2= /kq3q2，其中x为AC之间的距 x2(r + x)2离.C点受力为二力之和，代入数据为3X1010 N,方向向右.谜底 (1)0(2)0(3)3X1010 N,方向向右拓展探究在第三问中如果把q3放在B点右侧距离B为1 m处,

29、其他条件不变，求该电荷受到的静电力？谜底 3X1010 N 方向向左解析 求解的方法和第三问相同，只不外电荷在该点受到两个 电荷的库仑力的方向都向左 ，所以合力方向向左，年夜小仍然是 3X1010 N.在教学过程中，强调不论在 O点放什么性质的电荷，该电荷受 到的静电力都为零，为下一节电场强度的叠加做好准备.另外还可 以把电荷q3放在AB连线的中垂线上进行研究.题型二库仑定律和电荷守恒定律的结合典例2：甲、乙两导体球，甲球带有4.8X10 16 C的正电荷，乙 球带有3.2 X 10- 16 C的负电荷，放在真空中相距为10 cm的处所， 甲、乙两球的半径远小于 10 cm.(1)试求两球之间

30、的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求 出吗？是斥力还是引力？思维步步高为什么题目中明确两球的直径远小于10 cm ?在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处置的？当接触 后电荷量是否中和？是否平分？解析 (1)因为两球的半径都远小于10 cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律可求：F=k q乎= r29.0X109X 4.8 X 10- 72 X10- 16 n = 1.38X10 19 N 0.12两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力.(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余(4.8 -3.2) X10-

31、16 C的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间 分配，由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的年夜小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力酿成斥力.谜底 (1)1.38 X10- 19 N 引力 (2)不能 斥力拓展探究如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？谜底 5.76X10 21 N 斥力解析如果两个导体球完全相同，则电荷中和后平分，每个小球的带电荷量为 0.8 X 10- 16 C,代入数据得两个电荷之间的斥力 为 F=5.76 X10- 21 N.两个导体相互接触后，电荷如何分配，跟球的形状有关，只有完 全相同的两金属球，电荷才平均分

32、配.一、选择题5 .下列说法正确的是（）A.点电荷就是体积很小的带电体B.点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C根据F-k',可知,当r-0时，有FooD.静电力常量的数值是由实验得出的谜底 D解析 当r-0时，电荷不能再被看成点电荷，库仑定律不成立.6 .两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为 1：7，相距r,两者相互接触后,再放回原来的位置,则相互作用力可能是原来的()4 A.7谜底 解析3B.79C.716D.亍CD由库仑定律可知来两小球分别带电荷量为,库仑力与电荷量的乘积成正比，设原q1 = q、q2 = 7q.若两小球原来携同种电荷，接触后等分电荷量，则q1' =4

33、q,q2' = 4q,则D正确.若两小 球原来带异种电荷，接触后到q1 =3q,q2 = 3q,则由库仑定律可 知,C正确.7 .如图2所示，图2在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个携同种电荷的小 球,从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度年夜小随时间变 动的情况是（）A.速度变年夜，加速度变年夜B.速度变小，加速度变小C.速度变年夜，加速度变小D.速度变小，加速度变年夜谜底 C解析 根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动 由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变年夜；再 由库仑定律FMkq1q2知随着距离的增年夜，库仑斥力减小，加速度 r2减小，所以只有选

34、项C正确.8 .如图3所示，图3两个带电金属小球中心距离为r,所带电荷量相等为 Q,则关于它们之间电荷的相互作用力年夜小F的说法正确的是（） - Q2A.若是同种电荷,F<kr2Q2B.若是异种电荷，F>k历 - Q2C.若是同种电荷，F>k刁 一 Q2D.不论是彳种电荷,F =kr2谜底 AB解析净电荷只能分布在金属球的外概况，若是同种电荷则互相排斥电荷间的距离年夜于r,如图所示，根据库仑定律 F=kq12q2,它们之间的相互作用力小于kQ2若是异种电荷则相互吸引，电荷间的距离 r2r2小于r,则相互作用力年夜于kQ2故选项A、B正确.5.如图4所示,悬挂在O点的一根不成伸

35、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，均缓慢移动另一携同种电荷的小球B,当B达到悬点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9 .若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2, 0分别为30 和45° ,则q2/q1为（）A. 2 B . 3C. 2 13D. 3 3谜底 C解析 A处于平衡状态，则库仑力F=mgtan。.当0 1=30°，联立得柒2 V3.时，有kqnmgtan 30 ,r1 =lsin 30 ;当 0 2=45 日t，有 kq2q rirz=mgtan 45 ,r2 =lsin 456 .如图5所示，

36、把一个带电小球 A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另 一处放置带电小球 B.现给B一个沿垂直 AB方向的水平速度 v0,B 球将（）A.若A、B为异种电性的电荷 旧球一定做圆周运动B.若A、B为异种电性的电荷,B球可能做加速度、速度均变 小的曲线运动C.若A B为同种电性的电荷,B球一定做远离 A球的变加速 曲线运动D.若A、B为同种电性的电荷，B球的动能一定会减小谜底 BC解析（1）若两个小球所带电荷为异种电荷 ，则B球受到A球的 库仑引力，方向指向A.因V0LAB,当B受到A的库仑力恰好即是向 心力，即卜畔=m2W,解得初速度满足v0= A /kq1q2,B球做匀r2 rmr速圆周运动

37、；当v>v0时,B球将做库仑力、加速度、速度都变小的 离心运动；当v<v0时,B球将做库仑力、加速度、速度逐渐增年夜 的向心运动.（2）若两个小球所带电荷为同种电荷 ,B球受A球的库仑斥力而 做远离A的变加速曲线运动（因为A B距离增年夜，故斥力变小， 加速度变小，速度增加）.7 .如图6所示，图6三个完全相同的金属小球 a、b、c位于等边三角形的三个极点 上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的年夜小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来 暗本,它应是（）A. F1 B. F2C. F3 D. F4谜底 B解析 对c球进行受力分析，如下图所示.由

38、已知条件知：Fbc >Fac.根据平行四边形定章暗示出 Fbc和Fac的合力F,由图知c 受到a和b的静电力的合力可用 F2来暗示，故B正确.二、计算论述题8 . “真空中两个静止点电荷相距10 cm,它们之间相互作用力年夜小为9X10 4 N .当它们合在一起时,成为一个带电荷量为 3X10- 8 C的点电荷.问原来两电荷的带电荷量各为几多？”某 同学求解如下：根据电荷守恒定律：q1 + q2 = 3xi0_ 8 C = ar2(10X 10- 2)2根据库仑定律：q1q2 = F=-9x109X9X10- 4 C2= 1X10- 15 C2 = b联立两式得：q2 aq1+b=0解得

39、:q1 = 2(a 士 a2-4b)=2(3 x 10-8士 9X10 16 4X10 15) C根号中的数值小于0,经检查，运算无误.试指出求解过程中的 毛病并给出正确的解答.谜底见解析解析 题中仅给出两电荷之间的相互作用力的年夜小，并没有给出带电的性质，所以两点电荷可能异号，按电荷异号计算.由 q1-q2=3X10- 8 C = a,q1q2 =1X10- 15 C2 = b得 q2 aq1 b= 0由此解得 q1=5X10 8 C,q2=2X10 8 C9 .如图7所示，图7一个挂在绝缘细线下真个带正电的小球 B,静止在图示位置，若 固定的带正电小球 A的电荷量为 Q,B球的质量为 m,

40、带电荷量为 q, 0 =30 ,A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A B两球间的距离.谜底解析 如下图所示，小球B受竖直向下的重力 mg,沿绝缘细线 的拉力FT,A对它的库仑力FC.由力的平衡条件，可知Fc=mgtan0根据库仑定律Fc=kQqr解得 r=kQq =3kQq mg tanmgQ的电荷,10. 一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为十另一电荷量为+ q的点电荷放在球心 。处，由于对称性，点电荷受力 为零.现在球壳上挖去半径为 r(r ? R)的一个小圆孔，则此时位于 球心处的点电荷所受到力的年夜小为几多？方向如何？(已知静电 力常量为k)谜底嚅由球心指向小孔中心解析

41、如下图所示 由于球壳上带电均匀，原来每条直径两端相等的一小块圆面上的电荷对球心点电荷的力互相平衡. 现在球壳上A处挖去半径为r的小圆孔后，其他直径两端电荷对球心点电荷的力仍互相平衡，则点电荷所受合力就是与 A相对的B处，半径也即是r的一小块圆面上电 荷对它的力F.2r2Q4R2,它对中心点2B处这一小块圆面上的电荷量为：qB 二Q4 R2由于半径r? R,可以把它看成点电荷.根据库仑其律2 qQ kqQr2电何的作用力年史小为：F=kqq =k 4R 2 =r r 4R4其方向由球心指向小孔中心.第3节电场强度要点一电场强度的理解1 .电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，描述这一性

42、质的物理量就是电场强度.2 .电场强度是采纳比值界说法界说的.即E= F,q为放入电场q中某点的试探电荷的电荷量,F为电场对试探电荷的静电力.用比 值法界说物理量是物理学中经常使用的方法，如速度、加速度、角速度、功率等.这样在界说一个新物理量的同时,也确定了这个新物理量与原有物理量之间的关系.3 .电场强度的界说式给出了一种丈量电场中某点的电场强度的方法，但电场中某点的电场强度与试探电荷无关，比值F是一定q的.要点二点电荷、等量同种（异种）电荷电场线的分布情况和特殊 位置场强的比较1 .点电荷形成的电场中电场线的分布特点（如图1-3-3所示）图 1 33（1）离点电荷越近，电场线越密集，场强越

43、强.（2）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在 此球面上场强年夜小处处相等，方向各不相同.2 .等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点（如图1 3 4所本）图 1 34（1）两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷.（2）两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，即 场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直.在中垂面（线）上到。点 等距离处各点的场强相等（O为两点电荷连线中点）.（3）在中垂面（线）上的电荷受到的静电力的方向总与中垂面 （线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷时静电力不做功.3.等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点（如图1 35所示）

44、图 1 35（1）两点电荷连线中点 。处场强为零，此处无电场线.（2）中点O附近的电场线非常稀疏，但场强其实不为零.（3）两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向总沿面（线）远 离0（等量正电荷）.（4）在中垂面（线）上从0点到无穷远，电场线先变密后变疏，即 场强先变强后变弱.4 .匀强电场中电场线分布特点 （如图1 36所示） 图 1 36电场线是平行、等间距的直线，电场方向与电场线平行.5 .等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及中垂线上电场强 度各有怎样的规律？6 1）等量异种点电荷连线上以中点0场强最小，中垂线上以中点。的场强为最年夜；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小 即是零.因无

45、限远处场强Es = 0,则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增年夜后减小，之间某位置场强必有最年夜值.(2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相 同；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强年夜小 相等、方向相反.1 .电场线是带电粒子的运动轨迹吗？什么情况下电场线才是 带电粒子的运动轨迹？(1)电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比力电场线运动轨迹(1)电场中其实不存在，是为研究电场方便而人 为引入的.(2)曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点发生加速度的方向(1)粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的.(2)轨迹上每一点

46、的切线方向即为粒子在该点 的速度方向，但加速度的方向与速度的方向纷 歧定相同(2)电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件电场线是直线.带电粒子只受静电力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在直线.带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线.一 一、，人一 ,FQ一 八一，2 .电场强度的两个计算公式 E= q与E= kr2有什么分歧？如何- Q理解E= kr?r2(1)关于电场强度的两个计算公式的比较lOJiJ 公式公式分析物理含义引入过程适用范围FE= 一 qq是试探电荷，本式 是丈量或计算场强的一种方法是电场强度年夜小 的界说式由比值法引入,E与 F、q无关，反映某 点电场的性质适用什切电

47、场QE= k - r2Q是场源电荷，它与 r都是电场的决定 因素是真空中点电荷场 强的决定式由E =-和库仑定律 q导出真空中的点电荷特别提醒 明确区分“场源电荷”和“试探电荷”.电场由场源电荷发生，某点的电场强度 E由场源电荷及该点参加源电荷的距离决定.E= F不能理解成E与F成正比，与q成反比. q_ q _E= k2只适用于真空中的点电荷.r2- Q,一(2)对公式E= k的理解r2r-0时,E-是毛病的，因为已失去了 “点电荷”这一前 提.在以Q为中心，以r为半径的球面上，各点的场强年夜小相等 但方向分歧，在点电荷Q的电场中不存在场强相等的两点.一、场强的公式【例1】下列说法中，正确的

48、是()A.在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上各处的电场强度 都相同Q， 一 B. E= k7仅适用于真空中点电荷形成的电场 r2C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的静电力的方 向D.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关谜底 BDQ，一解析 因为电场强度是矢量，有方向，故A毛病；E= kr2仅适用 于真空中点电荷形成的电场,B正确；电场强度的方向就是放入电 场中的正电荷受到的静电力的方向,C毛病；电场中某点的场强仅由电场自己决定，与试探电荷无关，故D正确.二、电场线的理解【例2】如图1 37所示，实线是一簇未标明方向的由点电 荷Q发生的电场线，若带电粒子q(|Q| ? |q|),

49、由a运动到b,静电力 做正功.已知在a、b两点粒子所受静电力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是()图 1 37A.若Q为正电荷，则q带正电,Fa>FbB.若Q为正电荷，则q带正电,Fa<FbC.若Q为负电荷，则q带正电,Fa>FbD.若Q为负电荷，则q带正电,Fa<Fb谜底 A解析 从电场线分布可以看出,a点电场线密，故Ea>Eb,所以 带电粒子q在a点所受静电力年夜，即Fa>Fb;若Q带正电，正电荷 从a到b静电力做正功，若Q带负电，正电荷从a到b静电力做负功， 故A项正确.1 .由电场强度的界说式 E= F可知，在电场中的同一点（）qA.电场强度E跟F

50、成正比，跟q成反比B.无论试探电荷所带白,电荷量如何变动，下始终不变qc电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的静电力一定 为零D 一个不带电的小球在 P点受到的静电力为零，则P点的场强 一 7E为夺谜底 BC解析 电场强度是由电场自己所决定的物理量，是客观存在的与放不放试探电荷无关.电场的基赋性质是它对放入其中的电荷有 静电力的作用，F = Eq.若电场中某点的场强E= 0,那么F=0,若小球不带电q = 0,F也一定即是零，选项B、C正确.场强是描述电场 强弱和方向的物理量，是描述电场自己性质的物理量.2 .如图1 38所示是静电场的一部份电场分布，图 1 38下列说法中正确的是（）A.

51、这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的静电力比在 B点处受到的静电力 年夜C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在 B点处的瞬时加速度 小（不计重力）D.负电荷在B点处所受到的静电力的方向沿B点切线方向谜底 B解析 负点电荷的电场线是自四周无穷远处从分歧方向指向 负电荷的直线，故A错.电场线越密的处所场强越年夜，由图知EA>EB,又因 F=qE,得 FA>FB,故 B 正确.由 a = m，axF,而 F”E,EA>EB所以aA>aB,故C错.B点的切线方向即 B点场强方向， 而负电荷所受静电力方向与其相反，故D错.3 .图 1 39场源电荷 Q= 2X10

52、 4 C,是正点电荷；检验电荷q= 2X10 5 C, 是负点电荷，它们相距r = 2 m,且都在真空中，如图1 39所示. 求：(1)q在该点受的静电力.(2)q所在的B点的场强EB.(3)只将q换为q' =4X10- 5 C的正点电荷，再求q'在B点 的受力及B点的场强.(4)将检验电荷移去后再求 B点场强.谜底 (1)9 N,方向在A与B的连线上，且指向A(2)4.5 X105 N/C,方向由 A指向 B(3)18 N,方向由A指向B 4.5X105 N/C,方向由 A指向B(4)4.5 X105 N/C,方向由 A指向 B解析(1)由库仑定律得Qq2X10 4X2X10

53、- 5F=监=9X 109X 22N = 9 N方向在A与B的连线上，且指向A.(2)由电场强度的界说：E= F=k-Q q r22X10 4所以 E= 9X 109X 22N/C =4.5 乂 105 N/C方向由A指向B.(3)由库仑定律F = kQq=9X109x 2X10 44X10 5 N= 18 N r222F' Q方向由 A指向 B,E = ki=4.5X105 N/C方向由A指向B.(4)因E与q无关,q =0也不会影响E的年夜小与方向，所以移 去q后场强不变.讲练学案部分题型一电场强度和电场线典啦®图1是点图1电荷Q周围的电场线，以下判断正确的是()A. Q

54、是正电荷，A的电场强度年夜于 B的电场强度B. Q是正电荷，A的电场强度小于 B的电场强度C. Q是负电荷，A的电场强度年夜于 B的电场强度D. Q是负电荷，A的电场强度小于 B的电场强度思维步步高电场强度的界说是什么？在点电荷周围的电场分 布情况与点电荷的带电性质有无关系？电场强度和电场线有什么 关系？解析 正点电荷的电场是向外辐射状的 ，电场线密的处所电场 强度年夜.所以A正确.谜底 A拓展探究图2中的实线暗示电场线，图2虚线暗示只受静电力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（）A.粒子在M点受到的静电力年夜于在 N点受到的静电力B.粒子在M点受到的静电力小于在 N点受到的静电力C.不能判断粒子在 M点受到的静电力和粒子在 N点受到的静 电力哪个年夜D.以上说法都分歧毛病谜底 B解析 电场线越密，场强越年夜，同一粒子受到的静电力越年 夜，选项B正确.可以在该题目的基础上进一步研究几种罕见电场中分歧位置 的电场强度的分布情况，例如等量同种电荷或者等量异种电荷等.题型二电场强度的叠加典例如图3所示