3-1、1.1电荷及其守恒定律、库仑定律导学案

PAGEPAGE4选修3-1第一章静电场选修3-1【课题】§1.1电荷及其守恒定律、库仑定律【学习目标】1、理解点电荷、元电荷的概念2、掌握库仑定律及其适用范围和简单应用【知识要点】1．物质的电结构：构成物质的原子本身包括：的质子和的中子构成，核外有带的电子，整个原子对外表现为．2．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝．其他带电体的电荷量皆为元电荷的．3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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；在转移过程中，电荷的总量．(2)起电方式：、、感应起电．(3)带电实质：物体带电的实质是．4．点电荷：是一种理想化的物理模型，当带电体本身的和对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．5．库仑定律(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，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的上．(2)公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C2.(3)适用条件：①；②．6．三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．【典型例题】【例题1】使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()【例题2】(2009·江苏高考)两个分别带有电荷量－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eq\f(r,2)，则两球间库仑力的大小为()A.eq\f(1,12)FB.eq\f(3,4)FC.eq\f(4,3)FD．12F【例题3】(2009·浙江理综)如图4所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧的长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()A．l＋eq\f(5kq2,2k0l2)B．l－eq\f(kq2,k0l2)C．l－eq\f(5kq2,4k0l2)D．l－eq\f(5kq2,2k0l2)【例题4】如图5所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R，在中心处固定一带电荷量为＋Q的点电荷．质量为m、带电荷量为＋q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大？【反馈训练】1.一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好，管内部有两个完全一样的弹性金属小球A和B(如图7)，分别带电荷量＋9Q和－Q.两球从图中位置由静止释放，问两球再次经过图中位置时，A球的瞬时加速度为释放时的几倍？2.如图5所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，问：C应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷量为多少？【能力训练】1（2012江苏卷）．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r则A、B两点的电场强度大小之比为A．3：1B．1：3C．9：1D．1：92（2012上海卷）．A、B、C三点在同一直线上，AB:BC＝1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为（ ）（A）－F/2 （B）F/2 （C）－F （D）F3．关于元电荷的理解，下列说法正确的是()A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟电子所带电荷量相等的电荷量C．元电荷就是质子D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍4．下面关于点电荷的说法正确的是()A．只有体积很小的带电体才可看做点电荷B．只有做平动的带电体才可看做点电荷C．只有带电荷量很少的带电体才可看做点电荷D．点电荷所带电荷量可多可少5．关于库仑定律，下列说法正确的是()A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B．根据F＝keq\f(q1q2,r2)，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律6．下面各图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球能保持静止的是()7．M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电1.6×10－10CA．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NC．N在摩擦后一定带负电1.6×10－10D．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子8.两个半径为R的带电导体球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为()A．F＝keq\f(q1q2,3R2)B．F>keq\f(q1q2,3R2)C．F<keq\f(q1q2,3R2) D．无法确定9．如图10所示，点电荷＋3Q与＋Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分．现使一个带负电的试探电荷，从C点开始以某一初速度向右运动，不计试探电荷的重力．则关于该电荷在CD之间的运动，下列说法中可能正确的是()A．一直做减速运动，且加速度逐渐变小B．做先减速后加速的运动C．一直做加速运动，且加速度逐渐变小D．做先加速后减速的运动10.如图11所示，三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为Oa＝Ob<Oc，让三球带电后它们能静止在图中位置．此时细线Oc沿竖直方向，a、b、c连线恰构成一等边三角形，则下列说法正确的是()A．a、b、c三球质量一定相等B．a、b、c三球所带电荷量一定相等C．细线Oa、Ob所受拉力大小相等D．a、b、c三球所受静电力大小一定相等11.如图12所示，A、B是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中mA＝0.1kg，细线总长为20cm.现将绝缘细线绕过固定于O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA的线长等于OB的线长，A球依靠在光滑绝缘竖直墙上，B球悬线OB偏离竖直方向60°，求B球的质量和墙所受A