教科版高中物理选修精选范文全册学案

1、静电场第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产生及条件两不同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出现等量异种电荷，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不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同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分配，如图1-1-2所示.电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总

2、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”是两个完全不同的概念，“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，表现为不带电的状态.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？3 1）两种表述：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；在转移的过程中，电荷的总量保持不变.一个与外界没有电

3、荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的.4 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化中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产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，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾.一、电荷基本性质的理解5 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

4、表面镀有铝膜；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排斥开答案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，两球先中和一部分原来电荷，然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a、b原来所带电荷量相等，则 a、b接触后完全中和于同种电荷相互排斥，两球将会被排斥开.若而都不带电，a、b自由分开.二、元电荷的理解【例2】关于元电荷

5、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.元电荷的数值通常取作e=x1019CD.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答案BCD解析元电荷实际上是指电荷量，数值为X10-19c,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，测量精度相当高1 .在图111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.以上说法都不对答案A解析该演示中采用了接触的方法进行带电，属于接触起电

6、.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.感应起电答案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.摩擦起电答案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fI片）

7、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可能是下列值中的（）A.X1019CB.-X1019CC.-X1018CD.x1017C答案A解析任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整数倍，元电荷电荷量为e=X1019c.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B、C、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是不可能的.题型一常见的带电方式典例L0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

8、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？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.张开角度的大小决定于它们电荷量的多少.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球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷.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

9、的不同而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小.答案AB拓展探究如果该题中A带负电，和B接触后张角怎么变化？答案张角变小.题型二电荷守恒定律典例.2国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Qa=X109C,Qb=-x109C,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多少？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产生什么现象？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，其上多余的电子转移到A球，这样中和A球上的一部分电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净余正电荷，B

10、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.接触后两小球各自的带电荷量：Qa，=Qbz=QA；QB=错误！C=x109C共转移的电子电荷量为AQ=-Qb+Qb'=X109C+X109C=x109c转移的电子数门=普=错误！=X1010个答案电子由球B转移到球AX1010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？答案电子由球B转移到球AX1010个解析接触后带电荷量平分，每个小球的带电荷量为错误！=x109C,转移的电荷量为x109C,转移的电子数为X1010个.一、选择题1 .有一个质量很小的小

11、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球一定带电荷答案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.关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是（）A.两端的感应电荷越来越多B.两端的感应电荷是同种电荷C.两端的感应电荷是异种电荷D两端的感应电荷电荷量相等答案ACD解析由于导体内有大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的一端的电子被排斥

12、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.摩擦起电是创造电荷的过程B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都会带正电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答案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，表现为中性4为了测定水分子是极性分子还是非极性分子(极性分子就是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，打开活塞，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

13、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答案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水流不偏转答案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.有两个小球带同种电荷D.有两个小球带异种

14、电荷答案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仅有两个小球带同种电荷B仅有三个小球带同种电荷Cc、d两小球带同种电荷Dc、d两小球带异种电荷答案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带同种电荷，d和其它三个小球带电性质不同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地方.放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？答案发现两个气球分开，这是因为两个气球带同种电

15、荷，同种电荷相互排斥，所以会分开.39.有三个完全一样的绝缘金属球，A球所带电荷量为Q,B、C不带电.现要使B球带有8Q的电荷量，应该怎么办？答案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，则应如何操作？哪一块带正电？(2

16、)要使两块金属导体都带上正电荷，则应如何操作？(3)要使两块金属导体都带上负电荷，则应如何操作？答案(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节库仑定律一-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大小大得多，以至带

17、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作带电的点，叫做点电荷.(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存(2) 一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10cm的带电圆盘，如果考虑它和相距10m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1mm,那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面.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122所示.同种电荷时，实际距离会增大，

18、如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示.图122q1q2q1q2.一.2 .对公式Fk，的理解：有人根据公式F卜弩，设想当r-0时，得出F-8的结论.从数学rr角度这是必然的结论，但从物理的角度分析，这一结论是错误的，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大小和形状，根本不会出现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 .计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行.即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷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大小，力的方向根据同种电

19、荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可.4 .式中各量的单位要统一用国际单位，与k=x109Nm2/C2统一.5 .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不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显都是场力力后引力场电场公式lm1m2F=G2-F=kqr12条件两质点之间P两点电荷之间通过对比我们发现，大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道理，这就是自

20、然界和谐多样的美.特别提醒（1）库仑力和万有引力是不同性质的力.（2）万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用.2.三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1】对于库仑定律，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

21、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荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量答案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，B项错误；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，故大小一定相等，C项正确；D项中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关，而且与电性有关，若带同种电荷，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

22、布如图（b）所示，显然带异种电荷时相互作用力大，故D项错误.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能看成是点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大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答案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大小和形状.能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，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

23、正确的是（）A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体B.带电体体积很大时不能看成点电荷C.点电荷的所带电荷量可能是x1020CD.大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答案AD2 .如图123所示，图123两个半径均为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-等于宣B大于kQC.小于焉7D.等于k*答案B3 .(1)通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力大小的比较，你能得到什么结论？(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？答案(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

24、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等于各点电荷单独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124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.答案问题1：(1)Fsr2(2)F8q1q2问题2:F=kqrq2,k=9X109Nm2/C2.物理意义：两个

25、电荷量为1C的点电荷，在真空中相距1m时，它们之间的库仑力为1N.题型一库仑定律的应用典例.US如图1所示，两个正电荷qjq2的电荷量都是3C,静止于真空中，相距r=2m.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=1C且AC=1m,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

26、的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零.如果在。点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为kq3q1kq3q2零.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，大小分别为Fi=2和F2=x(r+x)其中x为AC之间的距离.C点受力为二力之和，代入数据为3X1010N,方向向右.答案(1)0(2)0(3)3X1010N,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1m处，其他条件不变，求该电荷受到的静电答案3X1010N方向向左解析求解的方法和第三问相同，只不过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，大小仍然是3X1010

27、N.在教学过程中，强调不管在。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甲、乙两导体球，甲球带有x1016C的正电荷，乙球带有x1016C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10cm.（1）试求两球之间的静电力，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10cm?在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处理的？当接触后电荷量是否中和？是

28、否平分？解析（1）因为两球的半径都远小于10cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律可求：F=kqr=X109x错误！N=x1019N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，还剩余一X10T6C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大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力.答案（1）X10-19N引力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？答案x1021n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

29、量为X10-16C,代入数据得两个电荷之间的斥力为F=X1021N.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=kqr1q2可知，当r-0时，有Ff8D.静电力常量的数值是由实验得出的答案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（）答案CD解析由库仑定律可知，库仑力与电荷量的乘积成正比，设原来两小球

30、分别带电荷量为q1=q、q2=7q.若两小球原来带同种电荷，接触后等分电荷量，则q1'=4q,q2，=4q,则D正确.若两小球原来带异种电荷，接触后到甲=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带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是（）A.速度变大，加速度变大B.速度变小，加速度变小C.速度变大，加速度变小D.速度变小，加速度变大答案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，速度变大；再由库仑定律F=kqq2知随着距离的

31、增大，库仑斥力减小，加速度减小,所以只有选项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大小的说法正确的是（）A.若是同种电荷，B.若是异种电荷，C.若是同种电荷，D.不论是何种电荷,答案 ABQ2F<k产Q2F>kprF>Q2F = kFr解析净电荷只能分布在金属球的外表面，若是同种电荷则互相排斥，电荷间的距离大于r,如图所示,根据库仑定律F=k吗£它们之间的相互作用力小于 r Q2H-r,则相互作用力大于 kg.故选项A、B正确.5.如图4所示，Q"kJ.若是异种电荷则相互吸引，电荷间的

32、距离小于图4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 线偏离竖直方向的角度为 （）A. 2c. 2mB,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e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B. 3D. 3m答案解析A处于平衡状态，则库仑力F = mgtan 8.当自=30°时，有号=mgtan 30 , ri= lsin 30 ；°当245时,有 kqr2= mgtan 45 ,lsin 45，。联立得 差=2 血.6.如图5所示,图5把一

33、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 Vo, B球将（A.若 B.若 C.若 D.若 答案 解析A、A、A、A、 BCB为异种电性的电荷, B为异种电性的电荷, B为同种电性的电荷, B为同种电性的电荷,）B球一定做圆周运动B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动B球一定做远离 A球的变加速曲线运动B球的动能一定会减小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VoAB,2Q1Q2V0当B受到A的库仑力恰好等于向心力，即k%= m；时，解得初速度满足周运动；当v>V0时，B球将做库仑力、加速

34、度、速度都变小的离心运动；当 加速度、速度逐渐增大的向心运动.V0,B球做匀速圆V<V0时，B球将做库仑力、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距离增大，故斥力变小，加速度变小，速度增加).7.如图6所示,三个完全相同的金属小球 电荷量的大小比 b的小.已知 应是()A. FiC. F3答案 Ba、图6b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电，b带负电，a所带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表示，它B. F2D. F4解析 对c球进行受力分析，如下图所示.由已知条件知:F bc> F ac.根据平行四

35、边形定则表不'出F bc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来表示，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大小为9X10-4 N .当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3X 10 8 C的点电荷.问原来两电荷的带电荷量各为多少？ ”某同学求解如根据电荷守恒定律：qi+q2=3xi0 8 C = a根据库仑定律：qiq2= IF/；: 109)义 9X10 4 C2 k 9X10=1 x 10 15 c2= b联立两式得：q2aq1+b=0解得：q1 = 2(a ±ja2- 4b)= 1(3X 10 8&#

36、177;9X 10 16-4X 10 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错误并给出正确的解答.答案见解析解析 题中仅给出两电荷之间的相互作用力的大小，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=3X 10 8 C=a, q1q2=1X10 15 C2= b得 q2 aq1 b= 0由此解得 q1=5X 10 8 C, q2= 2X10-8 C9.如图7所示，图7一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球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,带电荷量为q0= 30°, A和B在同一条水平线上，整个

37、装置处于真空中，求A、B两球间的距离.答案3kQqmg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，可知根据库仑定律Fc=k解得r=:一kQqmgtanFc =mgtan 0Qq2 r=qV3kQq10.一半径为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大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)答案kqQ4由球心指向小孔中心4R解析如下图所示，由于球壳上带电均匀，原来每条直径两端相等的一小块

38、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，半径也等于r的一小块圆面上电荷对它的力F.22、，一r一r一B处这一小块圆面上的电荷量为：qB2Q一2Q它对中心点电荷的作用力大小为:4R4R由于半径r?R,可以把它看成点电荷.根据库仑定律,F=kqBqR22r,k 4R2q _kqQr2=kR2 = 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，描述这一性质的物理量就是电场强度.2 .电场强度是采用比值定义法定义的

39、.即E=Fq,q为放入电场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.用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，如速度、加速度、角速度、功率等.这样在定义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 .电场强度的定义式给出了一种测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是一定的.q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对比1 .点电荷形成的电场中电场线的分布特点（如图133所示）图133（1）离点电荷越近，电场线越密集，场强越强.（2）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小

40、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134所示）图134（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O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135所示）图135（1）两点电荷连线中点O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，但场强并

41、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136所示）图136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？(1)等量异种点电荷连线上以中点。场强最小，中垂线上以中点。的场强为最大；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零.因无限远处场强E8=0,则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值.(2)等量异种点电荷连线和中垂线

42、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大小相等、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较电场线运动轨迹(1)电场中并不存在，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，即正电荷在该点产生加速度的方向(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不一定相同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

43、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.2 .电场强度的两个计算公式E=Fq与E=kQ有什么不同？如何理解E=kQ?关于电场强度的两个计算公式的对比公式公式分析物理含义引入过程适用范围FE=qq是试探电荷，本式是测量或计算场强的一种方法是电场强度大小的定义式由比值法引入，E与F、q无关，反映某点电场的性质适用十-切电场QE=kJQ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q律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产生，某点的电场强度E由场源电荷及该点到场源电荷的距离决定.E=

44、F不能理解成E与F成正比，与q成反比.q厂一,Q一一，一E=kQ只适用于真空中的点电荷.(2)对公式E=kQ的理解r-0时，E-8是错误的，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，各点的场强大小相等，但方向不同，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B.C.D.E= kQ仅适用于真空中点电荷形成的电场 r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电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关答案 BD解析 因为电场强度是矢量，有方向，故A错误；E = kQ

45、|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，场本身决定，与试探电荷无关，故 D正确.二、电场线的理解【例2】 如图1 3 7所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷C错误；电场中某点的场强仅由电Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q|?|q|）,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137A.若 B.若 C.若 D.若 答案 解析Q为正电荷，则 Q为正电荷，则 Q为负电荷，则 Q为负电荷，则 Aq带正电, q带正电, q带正电, q带正电,Fa>Fb Fa<Fb F a>

46、; Fb Fa<Fb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点所受静电力大，即Fa>Fb；若Q带正电，正电荷从a至ijb静电力做正功，若Q带负电，正电荷从a至Ub静电力做负功，故A项正确.1 .由电场强度的定义式E=F可知，在电场中的同一点（）qA.电场强度E跟F成正比，跟q成反比B.无论试探电荷所带的电荷量如何变化,F始终不变qC.D.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点的场强一定为零答案BC解析电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关.电场的基本

47、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也一定等于零，选项B、C正确.场强是描述电场强弱和方向的物理量，是描述电场本身性质的物理量.2 .如图138所示是静电场的一部分电场分布，图138下列说法中正确的是（）A.B.C.D.这个电场可能是负点电荷的电场 点电荷q在A点处受到的静电力比在 点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处受到的静电力大B点处的瞬时加速度小（不计重力负电荷在B点处所受到的静电力的方向沿B点切线方向答案 B解析 负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的直线，故 地方场强越大，由图知 Ea>

48、Eb,又因F = qE,得Fa>Fb,故B正确.由aj,A错.电场线越密的aF,而 Fse, 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3.D错.图139场源电荷Q = 2X 10 4 c,是正点电荷；检验电荷 q = -2Xl0 5 C,是负点电荷，它们相距r=2 m,且都在真空中，如图1 3 9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'=4X10-5C的正点电荷，再求q'在B点的受力及B点的场强.将检验电荷移去后再求B点场强.答案(1)9N,方向在A与B

49、的连线上，且指向AX105N/C,方向由A指向B(3)18N,方向由A指向BX105N/C,方向由A指向BX105N/C,方向由A指向B解析(1)由库仑定律得F=kQq"= 9X 109X2X 10 4X 2X 10 52方向在A与B的连线上，且指向A.(2)由电场强度的定义：E=kQIqr2X104所以E=9X109X-2-N/C=X105N/C方向由A指向B.由库仑定律Qq'2X104X4X105F'=k=9X109X2N=18N方向由A指向B,E=F=kQ1=X105N/C方向由A指向B.(4)因E与q无关，q=0也不会影响E的大小与方向，所以移去q后场强不讲练

50、学案都分变.题型一电场强度和电场线典例11®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是正电荷，A的电场强度大于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的电场强度大于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定义是什么？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，电场线密的地方电场强度大.所以A正确.答案A拓展探究图2中的实线表示电场线，图2虚线表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(

51、)A.粒子在M点受到的静电力大于在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大D.以上说法都不对答案B解析电场线越密，场强越大，同一粒子受到的静电力越大，选项B正确.可以在该题目的基础上进一步研究几种常见电场中不同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，图3在y轴上关于。点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷一Q,且CO=OD,/ADO=60°.根据上述说明，在x轴上场强为零的点为.思维步步高等量同种电荷的电场分布情况是什

52、么样的？等量同种电荷在x轴上产生的电场的电场强度的分布情况如何？在C点的右侧由一Q产生的电场强度如何？解析在x轴上由一Q产生的电场强度方向沿水平方向，在C点右侧水平向左，左侧水平向右，要想和等量的正电荷在x轴上产生的合场强为零，该点应该出现在C点的右侧，距离A、B、C三个电荷相同的D点上.答案D点拓展探究如果C点没有电荷的存在，x轴上电场强度为零的点是.答案O点解析C点如果没有电荷存在，则变成等量同种电荷的电场，应该是。点处的场强为零.两个或两个以上的点电荷在真空中同时存在时，空间某点的场强E,等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.（1）同一直线上的两个场强的叠加，可简化为代数和.（

53、2）不在同一直线上的两个场强的叠加，用平行四边形定则求合场强一、选择题1 .在点电荷形成的电场中，其电场强度（）A.处处相等B.与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C.与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D.场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r成反比答案C2 .电场强度E的定义式为E=F,下面说法中正确的是（）qA.该定义只适用于点电荷产生的电场B.上式中，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是放入电场中的点电荷的电荷量C.上式中，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是产生电场的电荷的电荷量1 .库仑定律的表达式F=kq羿可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷qi处的

54、库仑力大小；而kqT可以说是点电荷qi产生的电场在点电荷q2处的场强大小答案BD3 .将质量为m的正点电荷q在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是（）A.点电荷运动轨迹必与电场线重合B.点电荷的速度方向必定和所在点的电场线的切线方向一致C.点电荷的加速度方向必与所在点的电场线的切线方向一致D.点电荷的受力方向必与所在点的电场线的切线方向一致答案CD解析正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，但如果电场线是曲线，电荷一定不沿电场线运动（因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件），故A选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方

55、向与静电力方向不再一致（初始时刻除外），故B选项不正确；而点电荷的加速度方向，即电荷所受静电力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C、D选项正确.4 .以下关于电场和电场线的说法中正确的是（）A.电场和电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切B.在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线区域内的点的场强为零C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D.电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在答案CD解析电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方向，电场线的疏密反映电场的强弱.所