江苏省海安县实验中学高考物理复习 电荷守恒定律 库仑定律学案(无答案)

电荷守恒定律库仑定律
【学习目标】
1. 了解摩擦起电和感应起电;知道元电荷的概念;理解电荷守恒定律.
2. 理解库仑定律;知道静电力常量;会用库仑定律进行有关的计算.
3. 了解点电荷的概念.
【自主复习】
1. 自然界中只存在电荷和电荷，同种电荷相互，异种电荷相互.
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:电荷既不会产生，也不会消失，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:接触起电、、.
(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. 电子的比荷:电子的与电子的之比.
6. 库仑定律.
(1)内容:真空中两个静止之间的相互作用力，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= ，其中比例系数k叫做静电力常量，k=9.0×109 N·m2/C2.
(3) 适用条件:①;②
【课堂探究】
活动1：对点电荷及基本定律的理解
1、关于点电荷的说法，正确的是（）
A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷
D．一切带电体都可以看成点电荷
2、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r/2，则两球间库仑力的大小为（） A．F/12 B．3F/4 C．4F/3 D．12F
3、半径为R的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带有等量同种电荷Q时相互之间的库仑力为F1，两球带等量异种电荷Q与-Q时库仑力为F2，则（）
A、F1>F2
B、F1<F2
C、F1=F2
D、无法确定
O A
绝缘手柄 θ
B
活动2：带电体的平衡问题
1、如图，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球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θ，若两次 实验中B 的电量分别为q 1和q 2, θ分别为30°和45°.则q 2/q 1为 ( )
A.2
B.3
C.32
D.33
2、已知如图，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。

静止时A 、B 相距为d 。

为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法 ( )
A ．将小球A 、
B 的质量都增加到原B 来的2倍 B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍
C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半
D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍
3、在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+9Q 和-Q 的点电荷。

（1）将另一个点电荷放在该直线上的哪一个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？
（2）若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？
活动3：与力学综合的问题
1、 已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A 、B ，带电量分别为-2Q 与-Q 。

现在使它们以相同的初动能E 0开始相向运动且刚好能发生接触。

接触后两小球又各自反向运动。

当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E 1和E 2。

有下列说法：
①两球必将同时返回各自的出发点，
②接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点
③E 1=E 2= E 0，
④E 1=E 2> E 0 其中正确的是( ) A ．②④ B ．②③ C ．①④ D ．③④
2、如图，在光滑水平面上有A ，B 两带电小球，A 质量m 1，带正电q 1，B 质量m 2，带负电量q 2，用一水平力拉A ，使AB 保持L 的距离一起向前运动，拉力F 为多大？（小球的半径r 《L ）
【归纳总结】
【当堂检测】
B -Q -2Q
A B
1、半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、 B两球之间作用力的大小是（）
（A）F/4 （B）3F/4 （C）F/8 （D） 3F/8
2、如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q正上方的P点用丝
线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ
角。

由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前，悬线对悬点P
的拉力大小（）
A．保持不变B．先变小后变大 C．逐渐减小 D．逐渐增大
3、两个带电量相等的金属小球，用两段长度相等的细绳悬挂在一水平向右的匀强电场中，当金属球均静止时，下列图中能正确表示其平衡位置示意图的是：（）
4、如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。

将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变。

不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中。

已知静电力恒量k和重力加速度g，求：（1）A球刚释放时的加速度。

（2）当A球的动能最大时，求此时A球与B点的距离。

【巩固训练】
P
Q A
θ
H
A
B
α
1．两个质量均为m 的完全相同的金属球a 和b ，其质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两
球心间的距离l 为球半径的3倍。

若使它们带上等量异种电荷，所带电荷量的绝对值均为Q ，那么a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是
A ．2222,l Q k F l m G F ==库引
B ．22
22,l Q k F l m G F ≠≠库引
C ．2222,l Q k F l m G F ≠=库引
D ． 22
22,l
Q k F l m G F =≠库引
2．如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为
q ()0>q 的相同小球，小球之间用劲度系数均为0k 的轻质弹簧绝缘连接。

当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为0l 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 ．20225l k kq l +
B ．2
02l
k kq l - C ．20245l k kq l - D ．202
25l k kq l - 3．如图所示，两根细线挂着两个相同的小球A 、B ，上下两根细线中的拉力分别是T A 、T B ，
现在使A 、B 带同号电荷，此时上、下细线受力分别为T A ’、T B ’
，则：
A ．T A ’=T A ， T
B ’= T B B ．T A ’=T A ， T B ’
> T B
C ．T A ’<T A ， T B ’> T B
D ．T A ’>T A ， T B ’
< T B
4．如图所示，光滑绝缘、互相垂直的固定墙壁PO 、OQ 竖立在光滑水平绝缘地面上、地面上方有一平行地面的匀强电场E ，场强方向水平向左且垂直于墙壁PO ，质量相同且带同种正电荷的A 、B 两小球（可视为质点）放置在光滑水平绝缘地面上，当A 球在平行于墙壁PO 的水平推力F 作用下，A 、B 两小球均紧靠墙壁而处于静止状态，这时两球之间的距离为L 。

若使小球A 在水平推力F 的作用下沿墙壁PO 向着O 点移动一小段距离后，小球A 与B 重新处于静止状态，则与原来比较（两小球所带电荷量保持不变）（ ）
A ．A 球对
B 球作用的静电力增大 B ．A 球对B 球作用的静电力减小
C ．墙壁PO 对A 球的弹力不变
D ．两球之间的距离减小，力F 增大
5．两个正点电荷Q 1＝Q 和Q 2＝4Q 分别固定在光滑绝缘水平面上的A 、B 两点，A 、B 两点相距为L ，且A 、B 两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示． (1)现将另一正点电荷从A 、B 连线上靠近A 处的位置由静止释放，求它在A 、B 连线上运动的过程中，达到最大速度时的位置离A 点的距离．
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A 点的位置由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P 处．试求出图中PA 和AB 连线的夹角θ。

A O Q 1
θ
P
B Q 2。