人教版 高一 物理 选修3-1 第一章静电场：1.1--电荷及守恒定律 导学案(无答案)
高中物理选修3-1第一章第一节
高中物理选修3-1第一章第一节-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1.1 电荷及其守恒定律导学案【教学目标】（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律． 5．知道什么是元电荷．（三）情感态度与价值观【自主预习】1．自然界中存在两种电荷，即电荷和电荷．2．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为电中性．3．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。
在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。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。
所以金属导电时只有在移动．4．物体的带电方式：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带电，获得电子的带电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相的电荷，而另一端带上与带电体相的电荷．5．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会，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，电荷量的总量保持不变．6．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝ C．实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的．所以，电荷量e称为．电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。
7．下列叙述正确的是（） A．摩擦起电是创造电荷的过程B．带等量异种电荷的两个导体接触后电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没C．接触起电是电荷转移的过程 D．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电8．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量数值相等的电量C．元电荷就是质子 D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍【互动交流】思考问题1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的它们间的相互作用如何电荷的多少用什么表示2、电荷的基本性质是什么呢？一．电荷1.电荷的种类：自然界中有种电荷①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫电荷；②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫电荷。
人教版新课标高中物理选修3-1知识点总结
物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。
2．两种电荷自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．同种电荷相斥，异种电荷相吸．（相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？）不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电○1摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电．（正负电荷的分开与转移）○2接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)．（电荷从物体的一部分转移到另一部分）○3感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动．（电荷从一个物体转移到另一个物体）三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C，所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是1.6×10－19C的整数倍．）3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或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。
高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：1.1电荷及其守恒定律
第一章静电场全章教课方案全章教课内容剖析本章是高中物理电磁学的开端章节，能够说本章将学生引入另一个新的学习领域；本章教课是整个电磁学教课的基础，对后续的电磁学的教课将产生深远的影响。
《电场》章节的知识特色：(1) 新看法多且抽象不易直接感知；(2)综合性强、跨度大；(3)包括有丰富的物理思想方法。
课标要求1．认识静电现象及其在生活和生产中的应用。
用原子结构和电荷守恒的知识剖析静电现象。
例 1认识存在可燃气体的环境中防备静电常采纳的举措。
2．知道点电荷，领会科学研究中的理想模型方法。
知道两个点电荷间互相作用的规律。
经过静电力与万有引力的对照，领会自然规律的多样性与一致性。
3．认识静电场，初步认识场是物质存在的形式之一。
理解电场强度。
会用电场线描绘电场。
4．知道电势能、电势，理解电势差。
认识电势差与电场强度的关系。
例 2 剖析物理学中常把无量远处和大地作为电势零点的道理。
例 3 察看静电偏转，认识阴极射线管的结构，议论它的工作原理。
5．察看常有电容器的结构，认识电容器的电容。
举例说明电容器在技术中的应用。
例 4 使用闪光灯照相。
查阅资料，认识电容器在照相机的闪光灯中的作用。
活动建议1．经过查阅资料、阅读说明书、察看实物等方式，认识避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设备的基来源理，撰写一篇科学报告。
2．采集资料，综述静电的危害和预防方法。
知识版块及知识结构静电基本现象→电场力的性质和能的性质→电场对电场中的物质的作用( 电场对电荷的作用、电场对导体的作用、电场对电介质的作用)知识结构图学情剖析学生对电场知识类认识不多，初中教课中实验不全；回想总结初中静电学知识错落不齐；学生正处在形象思想向抽象思想转变的要点期间，部分学生计在抽象思想阻碍，特别是空间思想阻碍；部分学生对电学知识不感兴趣，存惧怕感。
教课要求与建议1．增强演示实验和生活经验在教课中的形象思想支撑，促使学生获取正确的知识表象；2．不失机机地、实时地进行宏观和微观的联系，突出学生对电荷运动及电互相作用中的微观机理理解；3．重申静电场的看法和研究方法是电磁学的基础，注意物理看法的辨析，防备相像看法混杂；4．突出对静电场的认识过程，突出类比思想方法的应用，促使知识的有效建构；5．增强与生活、技术、社会的联系，增强力电知识综合，提升大幅度迁徙和应用知识的能力。
物理选修3-1第一章静电场知识点总结
“静电场”是电学的基础知识，承前启 后，也是历年高考的重点之一.需要我们 在理解基本概念的基础上，掌握电荷守 恒定律、库仑定律、场强叠加、匀强电 场中电场强度与电势差的关系、带电粒 子在电场中的运动等有关规律.学会运用 电场线、等势面等几何方法形象地描述 电场的分布；熟练将运动学和力学的规 律应用到电场中，分析、解决带电粒子 在电场中的运动问题.
２、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到
B点时，电场力做了5×10－6J的功，则( CD )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
3、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它 们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动 到b的过程中(a、b相对o对称),下列说法正确的是
(C)
A.电子的电势能始终增多
B.电子的电势能始终减少
b
C.电子的电势能先减少后增加
+
D.电子的电势能先增加后减少
O
+
-a
4、一带电油滴在竖直方向的匀强电场中的运 动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空 气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变
【答案】 C
1.3电场强度 一、电场
1.电场是客观存在的特殊物质。
2.电场的基本性质是对放入其 中的电荷有力的作用(电场力)。
1.3电场强度 二、电场强度
E = F 场强的定义式，适用任何电场 q
Q E = K r2
场强的决定式，适用真空中点电荷
方向性 ：正试探电荷的受力方向
唯一性： 电场中某点的场强是确定的
人教版高一物理选修3-1第一章《静电场》全章知识点填空
人教版物理选修3-1第一章《静电场》全章知点填空1.1电荷及其电荷守恒定律一、电荷（1）摩擦起电：物体由于_________而带电。
（2）自然界中只存在两种电荷：________和________电荷。
①正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
则丝绸所带的电荷为________。
②负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
则毛皮所带的电荷为_________。
③电荷间的相互作用：同种电荷互相________，异种电荷互相_________。
（3）电荷量：电荷的多少。
符号：Q或者q。
单位：库仑，简称库，符号C。
（4）摩擦起电的原因：原来电中性的物体由于得到电子而带________电，失去电子的物体则带______电。
（5）自由电子：金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中____________二、静电感应（1）内容：靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。
（2）感应起电：利用__________使金属导体带电的过程。
三、电荷守恒定律（1）内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只是从一个物体________到另一物体，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___________。
（2）普遍表述：一个与外界没有电和交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷（1）元电荷：_________________，用_________表示。
（2）元电荷的值：__________（3）比荷：电子的_________与__________之比。
1.2库伦定律1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与_________有关，二是与__________有关。
2.当带电体之间的________比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作_______。
3.库仑定律：真空中两个__________间的相互作用力，与它们的________成正比，与它们的成反比，作用力的方向在______上。
高中物理选修3-1笔记 电场
第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电或有了电荷。
2.两种电荷（自然界只存在两种电荷）1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（丝玻正）2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（毛橡负）3.自由电子和离子金属中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，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
（失正得负）4.作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引二、物体带电的三种方式（本质都是自由电子的转移）1.摩擦起电当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来是电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物质则带正电。
2.静电感应当导体靠近带电体时，导体中的自由电子就会受到带电体对它的排斥或者吸引，使导体两端出现异种电荷，近端与带电体异号，远端与带电体同号，这种方式称为感应起电，这种现象称为静电感应。
验电器的原理：两片金箔带同种电荷，彼此相斥而张开3.接触起电不带电的物体与带电体接触，能使不带电的物体带上电荷，这种方式成为接触起电。
分配规律：A带-Q，B带+5Q，AB接触再分开，电荷相加在平分A=B=+2Q三、电荷守恒定律1.内容：电荷既不会创生，也不会消灭，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。
在一定情况下，带电粒子可以产生和湮灭。
一个高能光子在一定条件下可以产生一对正、负电子；一对正、负电子可以同时湮灭转化为光子。
现代表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷1.电荷量：电荷量又叫电量，它表示了电荷的多少，其单位是“库仑”，简称“库”，用符号C表示2.元电荷：最小电荷量（即科学实验发现的最小电荷量，最早由美国物理学家密里根测定），用e表示。
电荷量不能连续变化1）e=1.6×10-19C2）质子：所带电荷量与元电荷相同，符号与电子相反。
人教版物理选修3-1静电场第1节《电荷及其守恒定律》
二、使物体带电方法
感应起电的本质
++
++
+ +
+ +
+ +
+
金属导体
– + +
++
–+ –+
+– –+
–
+
–+ +
–
+– –
– +
–
+–
–+ +–
++
+– – –+
+–+ – +–
二、使物体带电方法
感应起电的本质
金属导电机理：
金属内有自由移动的电子
自由电子
正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。
三、电荷守恒定律
三、电荷守恒定律
电荷守恒定律现在的表述是： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。它是 自然界重要的基本规律之一。
四、元电荷
问题： 1、什么是电荷量？它的单位是什么？ 2、什么是元电荷？最早是由哪位物理学家测定的？ 3、所有带电体带的电量与元电荷的关系？ 4、什么是比荷？
新课标高中物理选修3－1
第一章 静电场
电荷及其守恒定律
一、两种电荷
1、自然界中有两种电荷 （1）正电荷：
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 +
（2）负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 _
二、使物体带电方法
1、摩擦起电
二、使物体带电方法
摩擦起电的实质是什么？
物质的微观结构
原子的构成
（正电）
人教版高中物理选修3-1第一章静电场1.1电荷及其守恒定律(共49张PPT)
我国学者王充《论衡》中写下“顿牟掇 芥”指的用玳瑁的壳吸引轻小物体。
电荷名字的由来：
16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电 荷的概念。 美国科学家富兰 克林提出了正负电荷 的概念。
富兰克 林统一 天电、 地电
一、电荷：
电荷是一种物质属性
1、自然界中只存在两种电荷 （1）正电荷：
+ _
与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
针对训练一：有A、B、C三个塑料小球，A和B，B 和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则： 1、B、C球均带负电 2、B球带负电，C球带正电 3、B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
4、B、C球都不带电
思考：一般情况下物体不带电，用什
么方法可以使物体带电呢？
物质组成的微观结构解释：
原子的构成： 原子 （中性） 核外电子： （正电） 原子核 核外电子 （负电） 质子 （正电） 中子 （不带电）
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子
二、物体带电的实质与方式：
1、摩擦起电
实质： 电子从一个物体转移到 另一个物体上，得到电 子带负电，失去电子带 正电。
针对练习二：毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这
思考：用什么仪器检验物体是否带电呢？
静电计(指针式验电器)
验电器
3、感应起电： 除了摩擦起电，接触起电还 把带电体移近不带电的导体，可 有没有其他的起电方式呢？ 以使导体带电的现象，叫做感应起 电。
使物体带电的方法：
3、感应起电
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体， 可以使导体带电的现象，叫做静电感应．
（2）负电荷：
与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、电荷的性质：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
人教版高中物理选修3-1第1节电荷及其守恒定律
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第1节电荷及其守恒定律
1.自然界中有两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相
互吸引。
2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接
触起电，这三种起电方式本质都是电子的转移，起电
的
过程遵循电荷守恒定律。
3．电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量，这个电荷
量叫元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19 C。
4．两个完全相同的带电小球相互接触后，它们把总电荷平均分配。
设两个小球的电荷量分
别为q1和q2，则接触后每个小球的电荷量为
q1＋q2
2
，q1、q2包含了电荷的电性。
电荷及三种起电方法
[自学教材]
1．物质的电结构
原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核高速旋转。
原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。
金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去电子的原子便成了带正电的离子。
2．两种电荷及其相互作用规律。
1.1电荷及其守恒定律 课件(人教版选修3-1)
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上 的金属箔片仍张开 C．先把 C 移走，再把 A、 B分开， A、 B上的金属箔片仍张 开
D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A
栏目导引
如果A、B是两个完全相同的带有绝缘支柱的导体球， 那么怎样才能使A、B带上等量的同种电荷或异种电荷？ 思路图解： 接触带电能使A、B带上等量的同种电荷．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
感应起电能使A、B带上等量的异种电荷．
解析：
要使 A、B 带等量的同种电荷，首先让 A、B
QA＋QB 6.4×10 9－3.2×10 Q′A＝Q′B＝ ＝ 2 2
－
－9
C
＝1.6×10－9 C
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
在接触过程中，电子由 B 球转移到 A 球，将自身电荷中和 后，继续转移，使 B 球带 Q′B 的正电，这样，共转移的电荷量为 ΔQ＝|QB|＋Q′B＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C
栏目导引
二、电荷守恒定律 1．第一种表述 电荷既不能 创生 ，也不能 消灭 ，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，这个结论叫做电荷守恒定律．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
2．第二种表述 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 持不变． 三、元电荷 代数和 保
1．电荷量：它表示电荷的多少，其国际制单位是 库仑 ，简
高中物理选修3-1_第一章静电场知识点总结
物理选修3-1 知识总结第一章 第1节 电荷及其守恒定律2．两种电荷：正电荷和负电荷．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。
3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或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。
表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。
第一章 第2节 库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
（类似于质点）2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上（吸引力向内，斥力向外）（静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2（库仑扭秤）） 注意：1.定律成立条件：真空、点电荷3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值使用的方法：库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章 第3节 电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷（带电体）周围存在着的一种物质。
高中物理选修3-1_静电场完整版
第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律[知能准备]1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷．2．物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷．（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或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 ．4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的．5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值m q ．电子的比荷为kg C m e e/1076.111⨯=． [同步导学]1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷．2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变．例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）A ．物体所带的电荷量可以为任意实数B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带电＋×10-9C ，这是因为该物体失去了×1010个电子D ．物体带电荷量的最小值为×10-19C解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 （ ）A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故D 错误．3．“中性”和“中和”的区别“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都有等量的异种电荷．“中和”是两个带等量（或不等量）的异种电荷的带电体相接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移、抵消（或部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程．[同步检测]图1—1—11、一切静电现象都是由于物体上的 引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由 引起的.2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ ）A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电.4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量 的趋势，异种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量 的趋势．5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示，当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电器中金属箔片的张角减小，则（ ）A ．金属球A 可能不带电B ．金属球A 一定带正电C ．金属球A 可能带负电D ．金属球A 一定带负电6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（ ） A ．验电器所带电荷量部分被中和B ．验电器所带电荷量部分跑掉了C ．验电器一定带正电D ．验电器一定带负电7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是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.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B 带上正电？9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的A. ×10-19C 有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有×10-5C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A = ，q B = ，q C = ．[综合评价]1．对于摩擦起电现象，下列说法中正确的是A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷2．如图1—1—4所示，当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时，枕形导体上的电荷移动情况是A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的带负电的电子向A 端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动 图1—1—43．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷图1—1—2图1—1—3B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了4．如图1—1—5所示，用带正电的绝缘棒A 去靠近原来不带电的验电器B ，B 的金属箔片张开，这时金属箔片带 电；若在带电棒离开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A ，这时B 的金属箔片也能张开，它带 电. 图1—1—55．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜．在a 的近旁有一底座绝缘金属球b ，开始时a 、b 都不带电，如图1—1—6所示，现使b 带电，则：A. ab 之间不发生相互作用B. b 将吸引a ，吸在一起不放开C. b 立即把a 排斥开D. b 先吸引a ，接触后又把a 排斥开 图1—1—66．5个元电荷的电荷量是 C ，16C 电荷量等于 个元电荷的电荷量．7．有两个完全相同的带电绝缘金属球A 、B ，分别带有电荷量Q A ＝×910-C,Q B ＝–×910-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多少库仑？此后，小球A 、B 各带电多少库仑？8．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有3×10-3C 的正电荷，小球B 带有-2×10-3C 的负电荷，小球C 不带电．先将小球C 与小球A 接触后分开，再将小球B 与小球C 接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？第一章 静电场第一节 电荷及其守恒定律[知能准备]答案：1. 正 负 2.（1）正 负 （2）异 同 （3）一部分电荷 3. 创造 消失 保持不变[同步检测]答案：1.带电 摩擦 3.不带 不带 负 正 4 .远离 靠近 8.电荷A 靠近导体B 时,把B 先拆分开后把电荷A 移走,导体B 靠近电荷A 的一端带正电10. 5×10-6C ×10-6C ×10-6C[综合评价]答案： 4.正 负 6. 8×10-19C 1020 7.(1) 4. 8×10-9C (2) ×10-9C×10-9C 8. ×10-3C –×10-4C –×10-4C 同步导学第1章静电场第02节 库仑定律[知能准备]1．点电荷：无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 ．它是一个理想化的模型．2．库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的 成正比，跟它们的距离的 成反比，作用力的方向在它们的 ．3．库仑定律的表达式：F = 221r q q k ； 其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静电力常量，k = ×109N m 2/C 2.[同步导学]1．点电荷是一个理想化的模型．实际问题中，只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于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，带电体方可视为点电荷．一个带电体能否被视为点电荷，取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较，与带电体的大小无关．2．库仑定律的适用范围：真空中（干燥的空气也可）的两个点电荷间的相互作用，也可适用于两个均匀带电的介质球，不能用于不能视为点电荷的两个导体球．例1半径为r 的两个相同金属球，两球心相距为L (L ＝3r)，它们所带电荷量的绝对值均为q，则它们之间相互作用的静电力FA ．带同种电荷时,F ＜22L q kB ．带异种电荷时,F ＞22Lq k C ．不论带何种电荷,F ＝22Lq k D ．以上各项均不正确 解析：应用库仑定律解题时，首先要明确其条件和各物理量之间的关系．当两带电金属球靠得较近时，由于同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，两球所带电荷的“中心”偏离球心，在计算其静电力F 时，就不能用两球心间的距离L 来计算．若两球带同种电荷，两球带电“中心”之间的距离大于L ，如图1—2—1（a ）所示， 图1—2—1 图1—2—2则F ＜ 22Lq k ，故A 选项是对的，同理B 选项也是正确的． 3．库仑力是矢量．在利用库仑定律进行计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力的方向．4．系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再用力的平行四边形定则求其矢量和．例2 如图1—2—2所示，三个完全相同的金属球a 、b 、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 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示，它应是A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：根据“同电相斥、异电相吸”的规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量，因为F b 大于F a ，F b 与F a 的合力只能是F 2，故选项B 正确．例2 两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，如图1—2—3所示，若θ1＝θ2,则下述结论正确的是1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1＝q 2/ m 2 1一定等于m 2 D.必须同时满足q 1＝q 2, m 1＝ m 2图1—2—3解析：两小球处于静止状态，故可用平衡条件去分析．小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用，建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示，此时只需分解F 1.由平衡条件得：所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理，对m 2分析得：.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=，所以21θθtg tg =，所以21m m =. 可见，只要m 1= m 2，不管q 1、q 2如何，1θ都等于2θ.所以，正确答案是C.讨论：如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样？如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样？(两球仍处同一水平线上) 因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何，两式中的221gr q kq 是相等的．所以m 1> m 2时，1θ<2θ, m 1< m 2时，1θ>2θ.5．库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样遵从力的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律．动能定理，动量守恒定律，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用．这就是：电学问题，力学方法．例3 a 、b 两个点电荷，相距40cm ，电荷量分别为q 1和q 2，且q 1＝9 q 2，都是正电荷；现引入点电荷c ，这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态．试问：点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析：点电荷c 应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡．由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c 在a 、b 之间才有可能都平衡．设c 与a 相距x ，则c 、b 相距－x)，如点电荷c 的电荷量为q 3，根据二力平衡原理可列平衡方程：a 平衡： =2214.0q q k 231x q q kb 平衡： .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡： 231xq q k ＝.)4.0(232x q q k - 显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解： x ＝30cm所以 c 在a 、b 连线上，与a 相距30cm ，与b 相距10cm ．q 3＝12161169q q =，即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷，q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ，A 带电荷量7Q ，B 带电荷量﹣Q ，C 不带电．将A 、B 固定，然后让C 反复与A 、B 接触，最后移走C 球．问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析： C 球反复与A 、B 球接触，最后三个球带相同的电荷量，其电荷量为Q′＝3)(7Q Q -+＝2Q ． A 、B 球间原先的相互作用力大小为F ＝./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′＝ 4F ／7.所以 ：A 、B 间的相互作用力变为原来的4／7．点评： 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容．利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时，通常不带电荷的正、负号，力的方向根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”来判断．如图1—2—5所示．在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放，已知刚释放时Q A 的加速度为a ，经过一段时间后(两电荷未相遇)，Q B 的加速度也为a ，且此时Q B 的速度大小为v ，问：(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间 内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能？解析：题目虽未说明电荷的电性，但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律)．两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大)．对Q A 和Q B 构成的系统来说，库仑力是内力，系统水平方向动量是守恒的．图13—1—5(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1，则：F 1＝ m a ．当Q B 的加速度为a 时，作用力大小为F 2，则：F 2＝2 m a ．此时Q A 的加速度a′＝.222a mma m F == 方向与a 相同． 设此时Q A 的速度大小为v A ，根据动量守恒定律有：m v A ＝2 m v ，解得v A ＝2 v ，方向与v 相反．(2) 系统增加的动能 E k ＝kA E ＋kB E ＝221A mv ＋2221mv ⨯＝3m 2v 6．库仑定律表明，库仑力与距离是平方反比定律，这与万有引力定律十分相似，目前尚不清楚两者是否存在内在联系，但利用这一相似性，借助于类比方法，人们完成了许多问题的求解．[同步检测]1．下列哪些带电体可视为点电荷A ．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B ．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C ．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D ．带电的金属球一定不能视为点电荷2．对于库仑定律，下面说法正确的是A ．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F = 221r q q k； 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 的带电金属球心相距为4r 时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量3．两个点电荷相距为d ，相互作用力大小为F ，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小为4F ，则两点之间的距离应是A ．4dB ．2dC ．d/2D ．d/44．两个直径为d 的带正电的小球，当它们相距100 d 时作用力为F ，则当它们相距为d 时的作用力为( )A ．F ／100B ．10000FC ．100FD ．以上结论都不对5．两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度之比将A ．保持不变B ．先增大后减小C ．增大D ．减小6．两个放在绝缘架上的相同金属球相距d ，球的半径比d 小得多，分别带q 和3q 的电荷量，相互作用的斥力为3F ．现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为A ．OB ．FC ．3FD ．4F７．如图1—2—6所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢，且α < β，由此可知A ．B 球带电荷量较多B ．B 球质量较大C ．A 球带电荷量较多D ．两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′，则仍有α ′< β′８．两个质量相等的小球，带电荷量分别为q 1和q 2，用长均为L 的两根细线，悬挂在同一点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°，则小球的质量为 .９．两个形状完全相同的金属球A 和B ，分别带有电荷量q A ＝﹣7×108-C 和q B ＝3×108-C ，它们之间的吸引力为2×106-N ．在绝缘条件下让它们相接触，然后把它们又放回原处，则此时它们之间的静电力是图1—2—6(填“排斥力”或“吸引力”)，大小是 ．(小球的大小可忽略不计)10．如图1—2—7所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时，恰与A 等高，若B 的质量为303g ，则B 带电荷量是多少?(g 取l0 m ／s 2)[综合评价]1．两个带有等量电荷的铜球，相距较近且位置保持不变，设它们带同种电荷时的静电力为F 1，它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F 2，则F 1和F 2的大小关系为：A ．F 1＝F 2 D ．F 1> F 2 C ．F 1< F 2 D ．无法比较2．如图1—2—8所示，在A 点固定一个正点电荷，在B 点固定一负点电荷，当在C 点处放上第三个电荷q 时，电荷q 受的合力为F ，若将电荷q 向B 移近一些，则它所受合力将A ．增大 D ．减少 C ．不变 D ．增大、减小均有可能．3．真空中两个点电荷，电荷量分别为q 1＝8×109-C 和q 2＝﹣18×109-C ，两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示．有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点，恰好能静止，则这点的位置是 A ．a 点左侧40cm 处 B ．a 点右侧8cm 处C ．b 点右侧20cm 处D ．以上都不对．4．如图所示，+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷，Q 2=4Q 1．现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么 （ ）应为负电荷，放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷，放在Q 2的右边应为正电荷，放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷，放在Q 2的右边．5．如图1—2—10所示，两个可看作点电荷的小球带同种电，电荷量分别为q 1和q 2，质量分别为m 1和m 2，当两球处于同一水平面时，α >β，则造成α >β的可能原因是：A ．m 1>m 2B ．m 1<m 2C q 1>q 2D ．q 1>q 26．如图1—2—11所示，A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动．已知m A ＝2m B ，A v ＝20v ，B v ＝0v ．当两电荷相距最近时，有A ．A 球的速度为0v ，方向与Av 相同 B ．A 球的速度为0v ，方向与A v 相反 C ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相同 D ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相反．7．真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ，已知q A ＝+×108-C ，q B ＝+×108-C ，现引入电荷C ，电荷量Qc ＝+×108-C ，则电荷C 置于离A cm ，离Bcm 处时，C 电荷即可平衡；若改变电荷C 的电荷量，仍置于上述位置，则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变)，若改变C 的电性，仍置于上述位置，则C 的平衡 ，若引入C 后，电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡，则C 电荷电性应为 ，电荷量应为 C ．8．如图1—2—12所示，两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A 球带9Q 的正电荷，B 球带Q 的负电荷，由静止开始释放，经图示位置时，加速度大小均为a ，然后发生碰撞，返回到图示位置时的加速度均为 ．9．如图1—2—13所示，两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ，连接小球的绝缘细线长度都是l ，静电力常量为k ，重力加速度为g ．则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?10．如图1—2—14所示，一个挂在丝线下端的 带正电的小球B 静止在图示位置．固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ，B 球质量为m 、电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A 、B 两球间的距离．图1—2—7 图1—2—9 图1—2—8 图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12 图1—2—13第二节 库仑定律知能准备答案：1.点电荷 2.乘积 平方 连线上同步检测答案： 8.221/3gl q kq 9.排斥力，×107-N 6-综合评价答案： 2. D 4. A 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变，不变，负，8×910- 9 9.mg l q k +222mg 10.mgkQq 3 同步导学第1章静电场第03节 电场强度[知能准备]1．物质存在的两种形式： 与 ．2．电场强度（1）电场明显的特征之一是对场中其他电荷具有 ．（2）放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的 ．叫做该点的电场强度．物理学中规定电场中某点的电场强度的方向跟 电荷在该点所受的静电力的方向相同．（3）电场强度单位 ，符号 ．另一单位 ，符号 ．（4）如果1 C 的电荷在电场中的某点受到的静电力是1 N ，这点的电场强度就是 ．3．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个场源点电荷 在该点产生的电场强度的 ．4．电场线(1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线（或直线）．曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．(2)电场线的特点：①电场线从正电荷（或无限远处）出发，终止于无限远或负电荷．②电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向．③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较 ，电场强度较小的地方电场线较 ，因此可以用电场线的 来表示电场强度的相对大小．5．匀强电场：如果电场中各点电场强度的大小 ．方向 ，这个电场就叫做匀强电场．[同步导学]1． 电场和电场的基本性质场是物质存在的又一种形态．区别于分子、原子组成的实物，电场有其特殊的性质，如：几个电场可以同时“处于”某一空间，电场对处于其间的电荷有力的作用，电场具有能量等．本章研究静止电荷产生的电场 ，称为静电场．学习有关静电场的知识时应该明确以下两点：（1）电荷的周围存在着电场，静止的电荷周围存在着静电场．（2）电场的基本性质是：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量．2． 电场强度（1）试探电荷q 是我们为了研究电场的力学性质，引入的一个特别电荷．试探电荷的特点：①电荷量很小，试探电荷不影响原电场的分布；②体积很小，便于研究不同点的电场．（2）对于qF E =，等号右边的物理量与被定义的物理量之间不存在正比或反比的函数关系，只是用右边两个物理量之比来反映被定义的物理量的属性．在电场中某点，比值q F 是与q 的有无、电荷量多少，电荷种类和F 的大小、方向都无关的恒量，电场中各点都有一个唯一确定的E.因为场强E 完全是由电场自身的条件（产生电场的场源电荷和电场中的位置）决定的，所以它反映电场本身力的属性．例1 在电场中某点用+q 测得场强E ，当撤去+q 而放入－q/2时，则该点的场强 ( )A ．大小为E / 2，方向和E 相同B ．大小为E ／2，方向和E 相反C ．大小为E ，方向和E 相同D ．大小为E ，方向和E 相反解析：把试探电荷q 放在场源电荷Q 产生的电场中，电荷q 在不同点受的电场力一般是不同的，这表示各点的电场强度不同；但将不同电荷量的试探电荷q 分别放入Q 附近的同一点时，虽受力不同，但电场力F 与电荷量q 的比值F/q 不变．因为电场中某点的场强E 是由电场本身决定，与放入电场中的电荷大小、正负、有无等因素无关，故C 正确．3．点电荷周围的场强场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们间的库仑力为22rQ qk r Qq k F ==， 所以电荷q 处的电场强度2rQ k q F E ==． (1) 公式：2r Q k E =，Q 为真空中场源点电荷的带电荷量，r 为考察点到点电荷Q 的距离． (2) 方向：若Q 为正电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向该点；若Q 为负电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q ．(3) 适用条件：真空中点电荷Q 产生的电场．4．两个场强公式q F E =和2rQ k E =的比较 (1) 2r Q k E =适用于真空中点电荷产生的电场，式中的Q 是场源电荷的电荷量，E 与场源电荷Q 密切相关；qF E =是场强的定义式，适用于任何电场，式中的q 是试探电荷的电荷量，E 与试探电荷q 无关． (2) 在点电荷Q 的电场中不存在E 相同的两个点，r 相等时，E 的大小相等但方向不同；两点在以Q 为圆心的同一半径上时，E 的方向相同而大小不等．例2 下列关于电场强度的说法中，正确的是 ( )A ．公式qF E =只适用于真空中点电荷产生的电场 B ．由公式q F E =可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷q 在电场中该点所受的电场力成正比 C ．在公式F =221rQ Q k 中，22r Q k 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；而21r Q k 是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处场强的大小D ．由公式2r Q k E =可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E 可达无穷大 解析：电场强度的定义式q F E =适用于任何电场，故A 错；电场中某点的电场强度由电场本身决定，而与。
物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料
物理(选修3-1)第一章静电场全章复习资料1.1 库仑定律【知识梳理】1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e=1.6⨯10-19C，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，因此电荷量e称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种理想化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得很多，以致带电体的大小、形状对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：①真空中，②点电荷（2）公式：221 r QQkF=说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力一定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②均匀带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽略不计，电荷在电场中受力分析时，一般情况下物体的重力不计．【典型例题】例1下列说法中正确的是（ ）A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．据221rQ Q kF =可知，当r →0时，F →∞C ．两个相同的、球心距离为r 的金属球，带有等量同种电荷Q 时的库仑力22rQ k F <D ．两个点电荷的电荷量不变，只使它们之间的距离成为原来的一半，则它们之间的库仑力变为原来的2倍． 例2两个完全相同的金属小球带有正、负电荷，相距一定的距离，先把它们相碰后置于原处，则它们之间的库仑力和原来相比将（）A ．变大B ．变小C ．不变D ．以上情况均有可能例3如图1.1-1所示，质量均为m 的三个带电小球A 、B 、C ，放置在光滑的绝缘水平面上，A 与B 、B 与C 相距L ，A 带电Q A =+8q ，B 带电Q B =+q ．若在C 上加一水平向右的恒力F ，能使A 、B 、C 三球始终保持相对静止．则外力F 的大小如何?C 球所带电荷量是多少?电性如何?例4一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带电量＋Q ，另一电量为＋q 的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷所受的力为零，现在球壳上挖去半径为r （r <<R ）的一个小圆孔（如图1.1-2），则此时置于球心的点电荷所受力的大小为________（已知静电力常量为k ），方向______．例5如图1.1-3所示，在光滑绝缘的水平面上固定一个金属小球A ，用绝缘弹簧把A 与另一个金属小球B 连接起来，然后让A 和B 带等量同种电荷，此时弹簧伸长量为x 0，如果由于某种原因，A 、B 两球电量各漏掉一半，伸长量变为x ，则x 与x 0的关系一定满足（ ）A ．x =x 0/2B ．x =x 0/4C ．x ＞x 0/4D ．x ＜x 0/4【巩固练习】 _________班 姓名_______________ 1．关于点电荷的说法中正确的是（ ） A ．真正的点电荷是不存在图1.1-1图1.1-2图1.1-3B ．点电荷是一种理想化的物理模型C ．小的带电体就是点电荷D ．形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体2．两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d ，球的半径比d 小得多，分别带q 和3q 的电荷，相互斥力为3F ，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（ ） A ．0 B ．F C ．3F D ．4F3．如图1.1-4所示，质量分别是m 1和m 2带电量分别为q 1和q 2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β（α＞β），两小球恰在同一水平线上，那么（ ） A ．两球一定带异种电荷 B ．q 1一定大于q 2C ．m 1一定小于m 2D ．m 1所受库仑力一定大于m 2所受的库仑力4．两点电荷A 、B 带电量q A ＞q B ，在真空中相距为L 0，现将检验电荷q 置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A 、B 为（ ）A ．同种电荷时，在A 、B 连线上靠近B 一侧 B ．同种电荷时，在A 、B 连线上靠近A 一侧C ．异种电荷时，在BA 连线的延长线上靠近A 一侧D ．异种电荷时，在AB 连线的延长线上靠近B 一侧5．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r ，它们间的静电引力为F ．若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的31，它们间的距离变为2r ，则它们之间的静电引力将变为( ) A ．F 83B ．F 61C ．F 38D ．F 326．两个相同的金属小球，带电荷量之比为1:7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的( )A ．74B ．73C ．79D ．7167．如图1.1-5所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A 、B ，上、下两根细线中的拉力分别是T A 、T B ，现在使A 、B 带同种电荷，此时上、下细线受力分别为T A ′、T B ′，则()图1.1-5图1.1-4A ．T A ′=T A ，TB ′>T BB ．T A ′=T A ，T B ′<T BC ．T A ′<T A ，T B ′>T BD ．T A ′>T A ，T B ′<T B8．真空中两个同种点电荷Q 1和Q 2，它们相距较近，使它们保持静止状态今释放Q 2，且Q 2只在Q 1的库仑力作用下运动，则在Q 2运动过程中速度和加速度的变化情况是( ) A ．速度不断变大，加速度不断变大B ．速度不断变大，加速度不断变小C ．速度不断变小，加速度不断变大D ．速度不断变小，加速度不断变小9．三个电量相同的正电荷Q ，放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置多大的电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零?10．如图1.1-6所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时，恰与A 等高，若B 的质量为g 330，则B 带电荷量是多少?(g 取10m/s 2) 11．如图1.1-7所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A 、B 、C ，三球质量均为m ，相距均为L ，若三球均带电，且q A = + 10q ，q B =+ q ，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F 作用于C 球，使三者一起向右匀速运动．求：（1）F 的大小；（2）C 球的电性和电量．1.2 电场强度 电场力的性质【知识梳理】 1．电场：（1）电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．图1.1-6（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力． 2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度． （2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷周围客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身决定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依然是原有的值． （5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反． （6）场强大小判断：a ．根据电场力判断：q F E /=b ．根据电场线判断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．根据匀强电场中电势差判断：E=U/d （7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQkE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场）3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷一定要发出电场线，负电荷一定要接收电场线． （5）电场线不会相交或相切． 4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和． 【典型例题】例1如图1.2-1，A 为带正电荷Q 的金属板，沿金属板的垂直平分线在距离板r 处放一质量为m 、电量为q 的小球，小球受水平向右的电场力作用而偏转θ角后静止．设小球是用绝缘丝线悬挂于O 点，求小球所在处的电场强度．例2如图1.2-2所示，用金属丝AB 弯成半径r =lm 的圆弧，但在A 、B 之间留出宽度为d =2cm 、相对来说很小的间隙．将电荷量Q =3．13×10-9C 的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心O 处的电场强度．例3如图1.2-3所示，相距为2d 的A 和B 两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为+Q 和-Q ．在AB 连线的中垂线上取一点P ，垂足为O ，∠PAO =α，求：（1）P 点的场强的大小和方向； （2）α为何值时，场强最大?例4在场强为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径作一圆周，在O 点固定一电量为+Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷+q放在d 点恰好平衡（如图1.2-4所示）．（1）匀强电场场强E 的大小、方向如何?（2）检验电荷+q 放在点c 时，受力F c 的大小方向如何?图1.2-3图1.2-2图1.2-4（3）检验电荷+q放在b点，受力F b的大小、方向如何?例5法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场．图 1.2-5为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是（）A．a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量B．a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量C．a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量D．a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量例6把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面说法正确的是（）A．点电荷运动轨迹必和电场线重合B．点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致C．点电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直D．点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致【巩固练习】_________班姓名_______________1．下列关于电场线的说法中，不正确的是( )A．电场线是电场中实际存在的线B．在复杂电场中的电场线是可以相交的C．沿电场线方向，场强必定越来越小D．电场线越密的地方．同一试探电荷所受的电场力越大2．在如图1.2-6所示的电场中的P点放置一正电荷，使其从静止开始运动，其中加速度逐渐增大的是图中的()3．如图1.2-7甲所图1.2-6图1.2-5示，AB 是一点电荷电场中的电场线，图1.2-7乙是放在电场线上a 、b 处的检验电荷所受电场力大小与所带电荷量大小间的函数关系图象，由此可判定( )A ．如果场源是正电荷，位置在A 侧B ．如果场源是正电荷，位置在B 侧C ．如果场源是负电荷，位置在A 侧D ．如果场源是负电荷，位置在B 侧4．如图1.2-8所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有A 、B 两点，用E A 、E B 表示A 、B 两点的场强，则( ) A ．A 、B 两点的场强方向相同B ．因为电场线从A 指向B ，所以E A >E BC ．A 、B 在一条电场线上，且电场线是直线，所以E A =E BD ．不知A 、B 附近的电场线分布状况，E A 、E B 的大小关系不能确定 5．如图1.2-9所示为点电荷产生的电场中的一条电场线，若一带负电的粒子从B 点运动到A 点时，加速度增大而速度减小，则可判定()A ．点电荷一定带正电B ．点电荷一定带负电C ．点电荷一定在A 的左侧D ．点电荷一定在B 的右侧6．图1.2-10所示的各电场中，A 、B 两点场强相同的是()7．一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，径迹如图1.2-11中虚线所示，不计粒子所受重力，则(图1.2-8图1.2-9图 1.2-11图1.2-10)A ．粒子带正电B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的场强大于B 点场强D ．粒子的速度不断减小8．如图1.2-12所示，甲、乙两带电小球的质量均为m ，所带电荷量分别为+q 和-q ，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向右的匀强电场，电场强度为E ，平衡时细线被拉紧．则当两小球均处于平衡时的可能位置是下图中的（ ） 9．上题中，上下两根绝缘细线张力的大小分别为()A ．T 1=2mg ，222)()(qE mg T +=B ．T 1>2mg ，222)()(qE mg T +=C ．T 1>2mg ，222)()(qE mg T +<D ．T 1=2mg ，222)()(qE mg T +<10．如图1.2-13所示，两个可看成点电荷的带正电小球A 和B 位于同一竖直线上，在竖直向上的匀强电场中保持不变的距离沿竖直方向匀速下落．已知A 球带电荷量为Q ，质量为4m ，B 球带电荷量为4Q ，质量为m ，求匀强电场的场强大小和两球间的距离． 11．如图1.2-14所示，绝缘细线一端固定于O 点，另一端连接一带电荷量为q ，质量为m 的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向成α角，可在空间加一匀强电场则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小?最小的场强多大?这时细线中的张力多大?1.3 电势 电场能的性质图1.2-13图1.2-12图1.2-14【知识梳理】 1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示． （2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的高低． 2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功． （2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低． （4）电势高低判断：a ．根据移动检验电荷做功判断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势降落(升高)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势升高(降落)．b ．根据电场线判断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．根据场源电荷判断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．根据电势差判断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低． 3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能． （2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变化的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，做功量等于电势能的减少量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W 电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）根据电势能的变化与电场力做功的关系计算：即W电=－△E P．（2）应用公式W AB =qU AB计算：①正负号运算法：按照符号规约把电量q和移动过程的始、终两点的电势差U AB的值代入公式W AB =qU AB．②绝对值运算法：公式中的q和U AB都取绝对值代入计算，功的正负再另判断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势高低分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U=Ed，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势降落，即E=U/d．【典型例题】例1有一带电量q=-3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10-4J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4J．问：（1）以B为零势能点，电荷在A点时的电势能E PA1是多少？（2）如选取C 点的电势能为零，则电荷在A 点时的电势能E PA2又是多少？例2将一个-7.0μC 的电荷从地面移动到如图1.3-1所示的电场中的A 点时，电荷的电势能为-140μJ ，问此过程中电场力做功多少？例3如图1.3-2电场中有A 、B 两点，则下列说法正确的是( ) A ．电势φA >φB ，电场强度E A >E B B ．电势φA >φB ，电场强度E A <E BC ．将+q 从A 点移到B 点电场力做正功D ．负电荷-q 在A 点的电势能大于其在B 点时的电势能例4根据图1.3-3示的电场线和等势面分布（同一图中相邻的等势面之间的电势变化量相同），讨论下列问题：（1）在等势面密集的地方，电场强度有何特征？（2）在丙图中的AB 两点，它们的电势是否相同？它们的电场强度是否相同？（3）利用图中的某些点来说明：电场强度为零的点电势不一定为零，电势为零的点，电场强度不一定为零．图1.3-2例5如图 1.3-4所示，电荷量为-e ，质量为m 的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v 0，当它通过电场中B 点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，以A 点的电势为零，求B点的电势．例6如图1.3-5所示，虚线方框内为一匀强电场，A 、Ｂ、C 为该电场中的三个点，若将－2×10－８Ｃ的点电荷从A 移到Ｂ，克服电场力做功1.2×10－７J ，而把该电荷从C 移到A ，电场力做功3.6×10－７J ，已知ϕＢ＝6V ，（1）求ϕＡ、ϕc ；（2）试在该方框中的Ａ、Ｂ、C 三点画出三条电场线，并简要叙述作图的理由． 【巩固练习】 _________班 姓名_______________ 1．关于电场中场强和电势的关系，下列说法哪些是正确的（ ） A ．场强相同处，电势也一定相同；电势相同处，场强也一定相同 B ．场强相同处，电势不一定相同；电势相同处，场强也不一定相同 C ．电场中场强为零的区域电势处处相同 D ．电场中电势相同的位置，场强一定为零2．下列关于电势高低的判断，哪些是正确的（ ） A ．正电荷从A 移到B 时，其电势能增加，A 点电势一定较低甲 等量异号点电荷的电场乙 等量同号点电荷的电场丙 正点电荷的电场丁 孤立带电体的电场图1.3-3电场线与等势面分布图1.3-4图1.3-5B ．正电荷只在电场力作用下从A 移到B ，A 点电势一定较高C ．负电荷从A 移到B 时，外力作正功，A 点电势一定较高D ．负电荷从A 移到B 时，电势能增加，A 点电势一定较低 3．关于等势面的说法，下列哪些说法是正确的（ ） A ．等势面和电场线处处垂直B ．同一等势面上的点场强大小必定处处相等C ．电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向D ．电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动 4．如图1.3-6所示，A 、B 两点放有电量为+Q 和+2Q 的点电荷，A 、B 、C 、D 四点在同一直线上，且AC =CD =DB ，将一正电荷从C 点沿直线移到D 点，则（ ）A ．电场力一直做正功B ．电场力先做正功再做负功C ．电场力一直做负功D ．电场力先做负功再做正功 5．下列说法中，正确的是()A ．沿着电场线的方向场强一定越来越弱B ．沿着电场线的方向电势一定越来越低C ．匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同D ．匀强电场中，各点的电势一定相等6．如图1.3-7所示为负点电荷电场中的一条电场线，a 、b 为电场线上的两点．设a 、b两点的场强大小分别为E a 、E b 、a 、b 两点的电势分别为φa 、φb ，则下列说法中正确的是()A ．E a >E b ，φa >φbB ．E a <E b ，φa >φbC ．E a >E b ，φa <φbD ．E a =E b ，φa >φb7．下列关于电场强度和电势的说法中，正确的是( )A ．电场强度为零的地方，电势一定为零B ．电势为零的地方，电场强度一定为零图1.3-7C ．电场强度较大的地方，电势一定较高D ．沿着电场强度的方向，电势逐渐降低8．关于电势与电势能的四种说法中，正确的是( )A ．在电场中，电势较高的地方，电荷在那一点具有的电势能较大B ．在电场中某一点，若放入电荷的电荷量越大，它具有的电势能越大C ．在正的点电荷电场中的任一点，正检验电荷具有的电势能一定大于负检验电荷具有的电势能D ．在负的点电荷电场中的任一点，负检验电荷具有的电势能一定大于正检验电荷具有的电势能9．图1.3-8中a 、b 为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a 点静止释放，沿电场线向上运动，到b 点恰好速度为零，下列说法中正确的是( ) A ．带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的 B ．a 点的电势比b 点的电势高C ．带电质点在a 点的电势能比在b 点的电势能小D ．a 点的电场强度比b 点的电场强度大10．如图1.3-9所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A 、B 、C 三点，A 点为两点电荷连线的中点，B 点为连线上距A 点为d 的一点，C 点为连线中垂线距A 点也为d 的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是()A ．EB >E A >E CB ．E A >E B >E CC ．U A =U C >U BD ．U B =U C >U A11．如图1.3-10所示，一电场中的等势面是一簇互相平行的平面，间隔均为d ，各等势面的电势如图所示，现有一质量为m 的带电微粒，以速度v 0射入电场，v 0的方图1.3-8图 1.3-9图1.3-10向与水平方向成45°斜向上，要使质点做直线运动，则 （1）微粒带何种电荷？电荷量是多少？ （2）在入射方向的最大位移是多少？12．如图1.3-11所示，一质量为M 的塑料球形容器放在桌面上，它的内部有劲度系数为k 的轻弹簧直立固定于容器的内壁底部，弹簧上端经绝缘线系住一只带正电荷量为q 、质量为m 的小球，从加上一个向上的匀强电场，场强缓慢增强为E 的时候，容器对桌面压力恰好减为零．问：（1）小球的电势能怎样改变? （2）小球的电势能改变了多少?1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动【知识梳理】 1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器． （2）电容：描述电容器容纳电荷本领的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的绝对值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U QU Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素决定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关． ③单位：1F=106μF=1012pF ④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdSC πε4=． 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．图1.3-11（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应注意其极性． 2． 带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满足mg qE = （2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=．（2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =． （3）偏转当不计重力的带电粒子以一定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dUE =． 在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0． 在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：mqE a =，221,t mqE y t m qEv y ==． 离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v lt =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，20tan mdv qUlv v y ==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qq k22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可。
人教版高中物理选修3-1第一章静电场1.1电荷及其守恒定律教学课件
1.1 电荷及其守恒定律
一、电荷
电荷亦称电，是实物的一种属性．人们对电的认 识最初来自摩擦起电现象和自然界的雷电现象．例 如，在公元3世纪，我国晋朝张华的《博物志》中就 有记载：“今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光 者，亦有咤声．”这是世界上关于摩擦起电引起闪 光和噼啪之声的较早记载．古人发现，用毛皮摩擦 过的琥珀能够吸引羽毛、头发等轻小物体．随后人 们进一步发现，摩擦后能够吸引轻小物体的现象并 不是琥珀所独有的，像玻璃棒、火漆棒、硬橡胶棒、 硫磺块或水晶块等，用毛皮或丝绸摩擦后也能吸引 轻小物体．
一、电荷 电荷是一种物质属性
1、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）
（1）正电荷：
+ _
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
二、使物体带电的方法：
1、摩擦起电 演示
微观解释：
电子从一个物体转移 到另一个物体上。 得到电子：带负电
第一章：静电场
牛顿曾说：“我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩， 不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳，以此为 乐。而我面前，则是一片尚待发现的真理的大海。”是 的，牛顿并没有发现值得我们知道的每一样东西，其中 包括电现象和磁现象…… 其实，人类研究电现象和磁 现象的历史比起研究力学的 历史要更加丰富多彩，电和 磁的世界也比机械运动的世 界更加错综复杂。 从这章开始，我们将进入更有趣的电和磁的世界
二、使物体带电的方法：
2、感应起电
金属球
金属杆
金属箔
验电器
静电计(指针式验电器)
现象解释：把带电球C移近金属导体A和B时，导 体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带 上了等量的异种电荷．感应起电没有创造电荷， 而是使物体中的正负电荷分开，将电荷从物体的 一部分转移到另一部分．
高中物理选修3-1 人教版第一章 静电场
第一章静电场（一）电荷及其守恒定律1、电荷：(1)基本概念：如果摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电，或说物体有了电荷。
带电物体之间存在着相互排斥或相互吸引的作用。
自然界中只存在两种电荷，这两种电荷电性相反，用正、负表示。
用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷叫正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带电荷叫负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
质子所带电荷是正电荷，电子所带电荷是负电荷。
(2)摩擦起电：物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成的，原子核是由质子和中子构成的。
质子带正电、电子带负电、中子不带电，通常物体所带总的正电和总的负电一样多，物体对外表现为电中性。
利用摩擦的方法使物体显示电性的方法，叫做摩擦起电。
摩擦起电的原因：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子便从一个物体转移到另一个物体上，这样，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。
(3)感应起电：不同物质的微观结构不同，原子核对荷外电子的束缚能力也不同，有的物质荷外外层电子往往会脱离原子核的束缚而在物质中自由活动，这种电子叫做自由电子。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子，它们在物质内部排列起来，只能在自己的平衡位置上振动而不能移动，只有自由电子穿梭其中，这种物质就是导体。
当带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互作用，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷。
这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
无论摩擦起电还是感应起电，其带电的本质是电子的得失(或电子的转移)。
得到电子的物体(或部分)显示负电性，失去电子的物体(或部分)显示正电性。
2、电荷守恒定律：(1)表述Ⅰ：电荷既不能创造，也不能消灭，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。
这个结论叫做电荷守恒定律。
近代物理证实，在一定条件下，电荷是可以产生和湮灭的。
人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)
物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结（详细）一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子(或质子)所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷)：电荷量q与质量m之比，(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
③感应起电：带电体靠近不带电的物体，使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的．二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2．公式：221 r QQkF k＝9．0×109N·m2／C2极大值问题：在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。
3．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当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，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定性判定。
人教版高中物理选修3-1第一章第1节电荷及其守恒定律
3、电荷守恒定律：电荷既不能创造,也不能消灭,它只
能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分
转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电荷总数
一、电荷
？自然界中有几种电荷？它们间的相互作
用如何？
1.两种电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电; 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电.
2 .两种电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥； 异种电荷相互吸引。
整理课件
？一般情况下物体不带电，不带电的物体
内部是否存在电荷？
整理课件
原子的构成
质子（正电） 原子核 原子
A、把质子或电子叫元电荷． B、1.60×10-19C的电量叫元电荷． C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对 值叫元电荷． D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对 值叫元电荷．
答案：B、C、D．
整理课件
例2：有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C， C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 ：
(3)接触起电： 电荷从一个物体转移到另一个物体
整理课件
例1：毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ）
A．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了
A
B．毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了
C．橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了
D．橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了
结论：摩擦起电实质是电子从一个物体转移到另 一个物体上。 得到电子：带负电 失去电子：带正电
整理课件
A．B、C球均带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C球中必有一个带负电，而另一个 不带电 D．B、C球都不带电
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§1-1 电荷及其守恒定律
一、学习目标
1、知道两种电荷及其相互作用。
2、知道三种使物体带电的方法及带电本质。
3、知道电荷守恒定律。
4、知道什么是元电荷、比荷、电荷量、静电感应的概念。
二、知识探究
探究一、电荷
1、自然界中只存在两种电荷：和。
2、电荷间的相互作用规律：、。
3、原子的组成：原子由和组成，而原子核又由和组成，原子核带电，核外电子带电，原子核中的质子带电，中子电，原子中的正负电荷的数量相等，故原子对外不显电性。
活动1、用一带电体去靠近轻小物体时发现二者相互吸引，则轻小物体
A、一定带电
B、一定不带电
C、可能带异种电荷，也可能不带电
D、以上说法都不对
探究二、使物体带电的三种方法
方法一、摩擦起电
（1）定义：用的方法使物体带电的方式。
（2）起电的原因：不同物体的原子的原子核对核外电子的束缚能力，互相摩擦时，束缚能力强的电子，物体带电；束缚能力弱的电子，物体带电。
（3）起电的实质：电子从一个物体到另一个物体。
方法二、感应起电
（1）静电感应现象：把带电体移近不带电的导体，可以使导体靠近带电体的一端带，远离的一端带________的现象叫静电感应．
（2）利用静电感应使物体带电叫________起电．
（3）感应起电的原因：金属导体的原子核外最外层的电子，所受束缚力较小，脱离原子核的束缚成为在金属内部自由移动的电荷，叫自由电子。
当带电体靠近金属导体时，由于同种电荷互相，异种电荷互相，
使金属导体的近端带电性，金属导体的远端带电性。
（4）起电的实质：电荷从导体的转移到导体的。
方法三、接触起电
（1）定义：用接触的方法使物体带电的方法。
（2）起电的实质：电荷从物体转移到物体。
●特别提示：两个相同的带电体接触后分开，两带电体带有相同的电荷，即，计算时要
带符号运算。
●小结：三种起电方式的实质是电子的。
活动2、下列现象中，不属于摩擦起电的是
A、在干燥的天气中脱毛衣时，会听到啪啪声
B、用塑料梳子梳干燥的头发，越梳越蓬松
C、吸尘器能够把地上的碎纸屑吸起来
D、用干燥的毛刷刷毛料衣服时，毛刷上吸附许多脏物
活动3、用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带了负电，这是由于
A、毛皮束缚电子的能力比较弱
B、橡胶棒的正电荷转移到毛皮上
C、摩擦过程中创造了负电荷
D、橡胶棒上失去了电子
活动4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是
A、带等量异种电荷
B、带等量同种电荷
C、带不等量异种电荷
D、一个带电，另一个不带电
探究三、验电器
1、作用：判断物体是否及所带电荷的。
2、原理：同种电荷相互，异种电荷相互。
探究四、电荷守恒定律：电荷既不会，也不会，它只能从一个物体到另一个物体，或从物体的一部分到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量。
●特别提示：电荷守恒定律的另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的保持不变。
活动5、一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中、经过一段时间后，发现该小球上净电荷几乎不存在，这说明
A．小球上原有的负电荷逐渐消失了
B．在此现象中，电荷不守恒
C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D．该现象是由于电子的转移引起，仍然遵循电荷守恒定律
探究五、几个概念
1、电荷量：，简称：；单位：，简称，符号。
2、元电荷
（1）定义：最小的电荷量。
（2）测定：元电荷e的数值是由美国物理学家测定的，其值。
●特别提示：元电荷不是电荷，而是电荷量，最小的电荷量。
3、比荷：。
活动6、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．元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量
C．元电荷就是质子
D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍
三、能力训练
1、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
2、下列说法正确的是
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷
C．摩擦起电的过程，是靠摩擦产生了电荷
D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体
3、毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电．这是因为
A．空气中的正电荷转移到了毛皮上 B．空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C．毛皮上的电子转移到了橡胶棒上 D．橡胶捧上的电子转移到了毛皮上
4、如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通电球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以
A．甲图中两球一定带异种电荷
B．乙图中两球一定带同种电荷
C．甲图中两球至少有一个带电
D．乙图中两球只有一个带电
5、导体A带5Q的正电荷，另一完全相同的导体B带Q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电荷量为
A．－Q B．Q C．2Q D．4Q
6、原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是
A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 C B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C C．丙物体一定带有正电荷8×10－16 C D．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C 7、如下图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，甲、乙两个导体球开始时互相接触且对地绝缘．下述几种方法中能使两球都带电的是
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开
D．棒的电荷量不变，两导体球不能带电
8、M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电1.6×10－10 C，下列判断正确的有
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N
C．N在摩擦后一定带负电1.6×10－10 C D．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子。