广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 探究静电力
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高中物理 1.2探究静电力课件 粤教版选修3-1
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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做点电荷，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． 答案：C
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变式 训练
1．关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是(A) A．点电荷是一种理想化的物理模型 B．点电荷所带电荷量不一定是元电荷电荷量的整 数倍 C．点电荷所带电荷量一定很小 D．点电荷、元电荷是同一种物理模型
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解析：A.点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，点是没有大小的， 而实际物体总有大小，故点电荷是理想模型，故A正确； B．元电荷是电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能 不能忽略，物体的带电量一定是元电荷的整数倍，故B错误； C．点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点， 不是看物体的绝对大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不 能忽略不计，故C错误； D．点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小 值，故点电荷、元电荷、不是同一种物理模型，故D错误．
第一章 电场
第二节 探究静电力
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1
知识解惑
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2
知识点一 对点电荷的理解
1．点电荷是理想化的物理模型． 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，实际中并不存在． 2．带电体看成点电荷的条件． (1)一个带电体能否被看成点电荷，要看它本身的线度 是否比它们之间的距离小得多．即使是比较大的带电 体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电 荷．
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知识点二 库仑定律
2022-2021学年粤教版选修3-1 1.2 探究静电力 课件（22张）
k 9.0109 N m2 / C2
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
方向：
在两点电荷的连线上， 同种电荷相斥，异种电荷相吸。
三、库仑扭秤实验：
1、装置： 库仑扭秤 2、原理： （1） mA mB 横梁平衡
（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的
C +
带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一 A +
知识链接
带电体能否看做点电荷，和 带电体的体积无关，主要看 带电体的体积对所研究的问 题是否可以忽略
例2 、如下图所示，两个质量均为m的完全
相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量
分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球
心间的距离为l为球半径的3倍．若使它们带
上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为
Q，那么关于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．l＋25kk0ql22 C．l－45kk0ql22
B．l－kk0ql22 D．l－25kk0ql22
解析： 对最右边的小球受力分析可
知，小球受到另外两个带电小球对它向右的 库仑力，大小分别为 F1＝k2ql22和 F2＝klq22， 由力的平衡可知弹簧弹力的大小 F＝F1＋ F2＝54klq22；故弹簧的伸长量为 Δl＝kF0＝45kk0ql22， 所以选 C.
mg
例4 光滑绝缘的水平地面上有相 距为L的点电荷A、B，带电量分 别为－4Q和+Q，今引入第三个 点电荷C，使三个点电荷都处于 平衡状态，则C的电量和放置的 位置是（ ）
A －Q，在A左侧距A为L处
B －2Q，在A左侧距A为L/2处
C －4Q，在B右侧距B为L处
D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
方向：
在两点电荷的连线上， 同种电荷相斥，异种电荷相吸。
三、库仑扭秤实验：
1、装置： 库仑扭秤 2、原理： （1） mA mB 横梁平衡
（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的
C +
带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一 A +
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带电体能否看做点电荷，和 带电体的体积无关，主要看 带电体的体积对所研究的问 题是否可以忽略
例2 、如下图所示，两个质量均为m的完全
相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量
分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球
心间的距离为l为球半径的3倍．若使它们带
上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为
Q，那么关于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．l＋25kk0ql22 C．l－45kk0ql22
B．l－kk0ql22 D．l－25kk0ql22
解析： 对最右边的小球受力分析可
知，小球受到另外两个带电小球对它向右的 库仑力，大小分别为 F1＝k2ql22和 F2＝klq22， 由力的平衡可知弹簧弹力的大小 F＝F1＋ F2＝54klq22；故弹簧的伸长量为 Δl＝kF0＝45kk0ql22， 所以选 C.
mg
例4 光滑绝缘的水平地面上有相 距为L的点电荷A、B，带电量分 别为－4Q和+Q，今引入第三个 点电荷C，使三个点电荷都处于 平衡状态，则C的电量和放置的 位置是（ ）
A －Q，在A左侧距A为L处
B －2Q，在A左侧距A为L/2处
C －4Q，在B右侧距B为L处
D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
物理选修31第一章第二节静电力库仑定律ppt课件
（1）F的大小？ （F=27Kq2/L2）
（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
A B CF
+-+
6q -3q QC
C带正电， 电量为6q
7、光滑水平面有A、B两个带电小球，A 的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
5、如图A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？
答案（１）应放在ＡＢ的连线上距离Ａ右侧３ｒ／５处，
Ｃ电荷正负都可以，电量大小任意）
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电
r
4、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个 顶点，角B为30度，现在A、B两点放置电荷 qAAB, 平q行B,,向测左得，在则C点A带处_正负_点__电电荷，受静电力方向与
qA： qB=__１__：_８____
C FC
A
B
含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
⑵点电荷
（3）均匀带电球体，可以将电荷 集中在球心计算。
三：静电力与万有引力的比较
课本13页例题
１、相同点：公式形式相同，应用时都有条件 都是不接触力，且与距离的二次方成反比
２、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是 引力，也可以是斥力 ３、在求静电力时，万有引力可以忽略
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
A B CF
+-+
6q -3q QC
C带正电， 电量为6q
7、光滑水平面有A、B两个带电小球，A 的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
5、如图A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？
答案（１）应放在ＡＢ的连线上距离Ａ右侧３ｒ／５处，
Ｃ电荷正负都可以，电量大小任意）
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电
r
4、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个 顶点，角B为30度，现在A、B两点放置电荷 qAAB, 平q行B,,向测左得，在则C点A带处_正负_点__电电荷，受静电力方向与
qA： qB=__１__：_８____
C FC
A
B
含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
⑵点电荷
（3）均匀带电球体，可以将电荷 集中在球心计算。
三：静电力与万有引力的比较
课本13页例题
１、相同点：公式形式相同，应用时都有条件 都是不接触力，且与距离的二次方成反比
２、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是 引力，也可以是斥力 ３、在求静电力时，万有引力可以忽略
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件：第1章 第2节 探究静电力
自主预习 合作探究 触类旁通
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
【例题】 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带的电荷
量 为分F=别k���为���1������2���q���21,和式q中2,其k为间静距电离力为常r时量,.它若们用之国间际相单互位作制用的力基的本大单小位表示,k 的单位应为( )
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解
触类旁通
迁移应用
2.真空中有两个点电荷q1、q2,相距18 cm,已知q1带正电,其电荷 量为1.8×10-12 C,它们之间的引力大小为F=1.0×10-12 N,求q2的电 荷量及带电性质.
答案：2.0×10-12 C,负电 解析：由于是真空中两个点电荷,符合运用库仑定律解题的条件. 根据库仑定律 F=k������1������2������2 得: q2=������������������������21=2.0×10-12 C.
自主预习 合作探究 触类旁通
一、点电荷 本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体,它是一个理想化 的模型.
现有一个半径为20 cm的带电圆盘,能否把它看作点电荷? 答案：能否把带电圆盘看作点电荷,不能只看大小,要视具体情 况而定.例如,若考虑它与10 m 远处的一个电子的作用力时,完全可 以把它看作点电荷;若电子距圆盘只有1 mm时,这一带电圆盘又相 当于一个无限大的带电平面,而不能看作点电荷.
自主预习 合作探究 触类旁通
第二节 探究静电力
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究 触类旁通
1.理解点电荷的概念.
学习目标
2.通过对演示实验的观察和思考,概括出两个点电荷之 间的作用规律.
3.掌握库仑定律的内容,会用库仑定律进行简单计算.
高中物理第1章电场第2节探究静电力课件粤教版选修3_1
1．关于点电荷，下列说法正确的是( ) A．体积小的带电体 B．球形带电体 C．带电少的带电体 D．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体
【解析】 点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少 的电荷．同一带电体，有时可以作为点电荷，有时则不能，如果研究它与离它 较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究与离它较远的电荷间的 作用力时，就可以看成点电荷，因此，一个带电体能否看成点电荷，要视具体 情况而定．
[再判断] 1．体积很小的带电体都能看做点电荷．( × ) 2．体积很大的带电体一定不能看做点电荷．( × ) 3．点电荷是一种理想模型．( √ )
[后思考] 点电荷就是体积很小的带电体，这种说法对吗？为什么？ 【提示】 不对，体积很小的带电体也不一定能看做点电荷．
[合作探讨]
如图 1-2-1 所示，两质量分布均匀，半径为 r 的kqr1q2 2间的大小关系如何？
图 1-2-2
【提示】 F<kqr12q2. 探讨 2：若两球带异种电荷，两球间的库仑力
F
与
kqr1q2 2间的大小关系如何？
【提示】 F>kqr12q2.
【答案】 BD
1．点电荷不同于元电荷：元电荷是一个电子或质子所带电 荷量的绝对值，而点电荷与力学中质点相似，是在研究复杂问 题时引入的一种理想化模型．
2．一个带电体能不能看成点电荷，并不是取决于带电体的 绝对体积，而取决于自身大小和体积对所研究的问题有无影响．
库仑定律
[先填空] 1．基本方法：控制变量法． (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系： 电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力_减__小__；距离减小时，作用力 _增___大_． (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系 电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力_增___大_；电荷量减小，作用力_减___小_．
广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 了解电容器
分析要点
电容器始终与电源连接，U保持不变。
S C 4 kd
S定,d
C E
Q=C U
Q
E=U/d
S C 4 kd
d定,S
C
E=U/d E不变
Q=C U
Q
讨论： 1、若 插入介质ε， C将 增大 ，Q将 增大 ，E将
保持不变
。
2、若插入一定厚度的导体板，相当于d ，C将 增大 ，Q将 增大 ，E将 增大 。
1、构造：由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，
导体之间可以填充绝缘物质。 2、作用：存储电荷
3、充放电：
a
b
充电：当电容器的两个极板与电源的两极相 连时，电路中有电流通过，使电容器 两极板分别带上等量异种电荷。 电能→电场能 放电：当用导线把已经充电的电容器两极板 连接起来时，导线中有电流通过，最 后两极板上电荷中和。 电场能→其它形式的能
课堂练兵
Ａ、Ｎ板向右移一些； Ｂ、Ｎ板向左移一些； Ｃ、Ｎ板向上移一些；
Ｄ、在MＮ板间插入电介质；
两块大小、形状完全相同的金属平 板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的 电路如图所示，接通开关S，电源即给电容器充电 （B C ）
挑战高考
A 保持S接通，减小两极板间的距离， 则两极板间电场的电场强度减小；
4、带电量：是指一个极板所带电量的绝对值
A
U
学科网
B
问题1：上图充电过程中电流方向是怎样的？ 问题2：上图充电过程到什么时候不再充电？ 问题3：上图充电过程结束后，怎样可使电容器继续 充电？
A
十十十十十十十
+Q U
B
一一一一一一 一
-Q
实验表明：对于同一电容，它所带的电荷量Q与两板 间的电势差U成正比，且Q与U的比值是一个常量。
广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 电场复习课
15．如图所示，表面光滑的枕形导体A、 B原来不带电,把一个带正电的带电体移 到A端附近，由于静电感应，在A、B两 端分别出现感应电荷，达到静电平衡时 A．枕形导体A端电势比B端低 D B．枕形导体A端电势比B端高 C．用手摸一下枕形导 体，A端电势比B端低 D．无论是否用手摸 A B 枕形导体，A端电势 与B端电势都相等
a q
各点场强方向相同吗？ c
d
二、电势能 1．定义： 因电场对电荷有作用力而产生的由 电荷相对位置决定的能量叫电势能
2．电势能具有相对性: 通常取无穷远处或大地为电势能的零点。 3．电势能大小：
电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电 荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功
4．电势能变化的量度： 电场力做功
例5 在x轴上有两个点电荷。一个带正电Q1， 一个带负电－Q2，且Q1＝2Q2。用E1 和E2 分别 表示两个电荷所产生的场强的大小，则在x 轴上： A、E1＝E2之点只有一处，该点的合场强为零 B、E1＝E2 之点共有二处，一处合场强为零另 一处合场强为2E2 C、E1＝E2 之点共有三处，两中两处合场强为 零另一处合场强为2E2 D、E1＝E2 之点三处，其中一处合场强为零另 二处合场强为2E2
+
P
-
a G
b
s
S接通时，板间距变小，ab间电流方向？
S断开时，板间距变小，ab间电流方向？
C1=C2=C，电源电动 势E，内阻r，电压表 内阻10kΩ，当电路达 稳定后，电压表示 数 。静电计上 电势差 。
C1
v
C2
如图所示电中， 2 2C1， C R2 2R1 ，忽略电源内阻，下列说法 中正确的是（ A ） ①开关K处于断开状态，电容C2的 电量大于C1的电量；②开关处于断 开状态，电容C1的电量大于C2的电 量；③开关处于接通状态，电容C2 的电量大于C1的电量；④开关处于 接通状态，电容C1的电量大于C2的 电量。 A.① B.④ C.①③ D.②④ 16
1.1 认识静电—粤教版高中物理选修3-1课件
++
- - + ++
-
-
++ ++
3、接触起电
用可以使物体带电。
前一种情况是两导体带同种 性质的电荷，如果两导体相 同，则平分电荷量；后一种 情况是两个导体先中和相同 量的异种电荷，然后再分配 剩余电荷。
3、感应起电
物体由中性原子组成，原子由核子和电子组 成，原子核中的质子和电子带有等量异种的 电荷，质子的电荷量是e=1.6×10-19库仑。 实验指出，任何带电体的电荷量都是e的整 数倍，因此电荷量e就被成为元电荷。
小结
1、摩擦、与带电体接触、靠近带电物体， 都能使物体带电 2、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
B、C为带等量异种电荷的金属小球, 如何使B、C带上的电荷消失？
中和
B
C 等量的异种电荷
完全抵消的现象
叫做中和
使B、C再接触
三、电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能 从一个物体转移到另一个物体，或者从物 体的一个部分转移到另一部分，在转移的 过程中，电荷的代数和不变。
验电器
1)将正电荷加到已带有正电荷的验电 器上,出现的现象:
3、电荷既不能被创造，也不能被消灭
物体有了这 种吸引轻小物体 的性质，我们就 说物体带了电。
带电的橡胶棒能吸引细小的纸屑。
带电的气球吸引水流
探究电荷的特点
实验证明，用皮毛擦 过的橡胶棒或者丝绸 摩擦过的玻璃棒，都 能够吸引纸屑
物体有了这种吸引轻 物体的性质，我们就 说它带了电或者有了 电荷。
探究电荷的特点
试验发现：自然界中只存在两种电荷，习 惯上将
验电器的张角逐渐增大
【物理】1.2 探究静电力 课件1(粤教版选修3-1)
①距离
一.点电荷
②电量
③带电体的形状和大小
——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。 理想模型方法是物理学常用的研究方法。 当研究对象受多个因素影响时，在一定条件 下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素， 将研究对象抽象为理想模型，这样可以使问 题的处理大为简化。
库仑定律的数学表达式
Q1Q2 F k 2 r
说明：
1.点电荷——理想模型
2.静电力常量——k=9.0×109N· m2/C2 3.适用条件——①真空中 ②点电荷
例题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成点电荷； 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 可以忽略，这两个带电体可看成质点； D.一切带电体都可以看成点电荷。 答案 C
跟乙球、甲球接触后, 再把甲、丙球放在相距R处, 它们间的
库仑力为4F, 则可知原来带电的球是： A.甲球 B.乙球 C.丙球 D.无法判断
答案 A
例题4 A、B两完全相同的金属小球，所带电量的数值为q，
两球相距为r，此时两球的相互作用力为F。现将第三个不带
电的金属小球C先和A接触，再和B接触，然后拿走C球，则
粤教版选修3-1
第一章 电场
第二节 探究静电力
二、探究静电力
1、电荷量 元电荷 点电荷 电荷量：物体所带电荷的多少（用q表示）
元电荷：物体所带电荷的最小单元（用e表示）
e＝1.6×10－19 C 电子、质子所带电荷量即为e .任何带电体所 带电荷量都是e的整数倍。 点电荷：带电体本身大小相对电荷间的距离 小得多时，可以忽略其大小，把它 看作是一个几何点 点电荷与质点类似，是一下可以看做
粤教版高中物理选修3-1课件：第1章-电场《认识静电》ppt
2．导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．若两个完全相同
的金属小球的带电量分别为Q1和Q2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两 Q1＋Q2 小球带电量都为(式中电量 Q 和Q2均包含它们的正负号)． Q＝ 2 1 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
[延伸思考] 1．怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
三、对电荷守恒定律的理解
例4（双选）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
电荷1.6× 10－15C，丙物体带电荷量的大小为
8× 10－16C．则对于最后乙、丙两物体的带电 情况，下列说法中正确的是( ) AD
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
2．如图所示，取一对用绝缘柱支持的导
体A和BБайду номын сангаас使它们彼此接触．起初它们不
带电，贴在下部的金属箔是闭合的． 感应带电 (1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属 箔片有什么变化？ 两侧金属箔片都张开
A、B端多余电荷
不再集中到两端点 中和
(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属
摩擦起电的实质是电子 的转移
电荷守恒
例2 （双选）如图所示，不带电的 枕形导体的A、B两端各贴有一对金 箔．当枕形导体的A端靠近一带电导 体C时( ) A．A端金箔张开，B端金箔闭合 B．用手触摸枕形导体后，A端金箔 仍张开，B端金箔闭合 C．用手触摸枕形导体后，将手和C 都移走，两对金箔均张开 D．选项A中两对金箔分别带同种电 荷，选项C中两对金箔带异种电荷 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测 人把导体和地球连在 一起，B端的电荷被 排斥到更远处地球上 感应起电，A、B带 异种电荷
高中物理 第一章 电场 第一节 认识静电课件 粤教版选修3-1.pptx
5
1．自主思考——判一判
(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。
(×)
(2)两物体摩擦后，一定带等量异种电荷。
(×)
(3)将带电体靠近验电器金属球和带电体与验电器金属球接触，验
电器箔片都会张开，但二者本质不同。
(√)
(4)元电荷实质上是指电子和质子本身。
(×)
(5)一个带正电的金属球与一个不带电的金属球接触，带正电的金
属球电荷量减少是因为带正电金属球的部分正电荷转移到不
带电的金属球中。
(×)
6
2．合作探究——议一议 (1)不带电的物体内部是否有电荷？
提示：不带电的物体内部有电荷，正负电荷电量相同， 故对外不显电性。 (2)带有等量异号电荷的金属球接触后会发生电荷的中和，此时 电荷被消灭了吗？ 提示：中和时，系统所带电荷的代数和不变，电荷并没有消失， 只是正、负电荷数相等，从而对外显电中性。
图 1-1-3 A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子 B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷 C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等 D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
15
解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚力大 小，A 错；由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带 电种类一定不同，数量相等，B 错，C 对；由题中例子不难看 出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D 正确。 答案：CD
17
解析：带正电的 A 球靠近验电器 B，据电荷“同性斥、异性吸” 的特点知，验电器金属杆下端箔片中的电子会被 A 球上的正电 荷吸引到验电器上端，则金属杆下端的箔片就会因带正电荷而 相斥，使箔片张开，故选 D。 答案：D
1．自主思考——判一判
(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。
(×)
(2)两物体摩擦后，一定带等量异种电荷。
(×)
(3)将带电体靠近验电器金属球和带电体与验电器金属球接触，验
电器箔片都会张开，但二者本质不同。
(√)
(4)元电荷实质上是指电子和质子本身。
(×)
(5)一个带正电的金属球与一个不带电的金属球接触，带正电的金
属球电荷量减少是因为带正电金属球的部分正电荷转移到不
带电的金属球中。
(×)
6
2．合作探究——议一议 (1)不带电的物体内部是否有电荷？
提示：不带电的物体内部有电荷，正负电荷电量相同， 故对外不显电性。 (2)带有等量异号电荷的金属球接触后会发生电荷的中和，此时 电荷被消灭了吗？ 提示：中和时，系统所带电荷的代数和不变，电荷并没有消失， 只是正、负电荷数相等，从而对外显电中性。
图 1-1-3 A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子 B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷 C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等 D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
15
解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚力大 小，A 错；由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带 电种类一定不同，数量相等，B 错，C 对；由题中例子不难看 出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D 正确。 答案：CD
17
解析：带正电的 A 球靠近验电器 B，据电荷“同性斥、异性吸” 的特点知，验电器金属杆下端箔片中的电子会被 A 球上的正电 荷吸引到验电器上端，则金属杆下端的箔片就会因带正电荷而 相斥，使箔片张开，故选 D。 答案：D
2022-2021学年高二物理粤教版选修3-1 探究静电力 课件（29张）
例4 如图2所示，把质量为3 g的带电小球B用绝缘
细绳悬起，若将电荷量为Q＝－4.0×10－6 C的带电
球A靠近B球，当两个带电小球在同一高度相距r＝
20 cm时，绳与竖直方向成α＝30°角，A、B球均静
止.g取10 m/s2，求B球所带的电荷量q.
图2
解析 对球B受力分析，如图.
根据共点力平衡条件，结合几何关系得到：
静电力的叠加 3.如图3所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q 点，已知放在P、Q连线上某点R处的电荷q受力为零，且PR ＝2RQ，则( )
A.q1＝2q2 C.q1＝－2q2
图3 B.q1＝4q2 D.q1＝－4q2
解析 由静电力的叠加原理知：q1与q2分别对q的作用力大 小相等、方向相反.由于电荷q处于q1和q2两点电荷之间，故 q1和q2带同种电荷. 根据库仑定律得kPqR1q2＝kRqQ2q2，PR＝2RQ 解得：q1＝4q2. 答案 B
第一章——
第2讲 探究静电力
目标定位 1.知道点电荷的概念. 2.识记库仑定律的公式和适用条件，会用库仑定律进 行有关的计算.
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
梳理·识记·点拨 理解·深化·探究 巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
一、点电荷 点电荷：本身的大小比它到其他带电体的距离小的多 的带电体，可以抽象为一个几何点，即点电荷.
注意 (1)库仑定律只适用于可视为点电荷的带电体之间； (2)两个规则的均匀球体相距较远时可以看作点电荷，两 点电荷之间的距离为球心之间的距离，相距较近时不能 看作点电荷，此时球体间的作用力会随着球面电荷的分 布而变化.
例2 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A球带的电荷量 为7Q，B球带的电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定， 然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、 B球间的作用力变为原来的多少倍？ 解析 设 A、B 两球间的距离为 r，由库仑定律知，开始时 A、B 两球之间的作用力为 F＝k7Qr×2 Q.
广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 静电场中的导体
q'3
U3
q
40 r 40 R3 ( R2 R1 )q 40 ( R1R3 R2 R3 R1R2 )
40 r
' 1
q
' 2
q
' 3
（还有一种方法：先用高斯定理求场强再积分）
15
U
r
E dl
二、电容
1.孤立导体的电容 孤立导体：导体周围无其它导体或带 电体的导体。 理论和实验表明，孤立导体的电势U q 与其带电量q成正比： const
C）由电容器电容的定义式C=Q/U求C。
22
4.电容的串联和并联 1.电容器的串联 U C1
A
C2
C3
特点：
q1 q2 q q1 q2 qn
Ci U 等效 B
UA C UB
qi
U U A U B U1 U 2 U n q q q1 q2 qn 电容器串联后， 由 U 有 C C1 C2 Cn 等效电容比每 C
17
U A U B
电容器的电容只与电容器的大小、形状、电介质 有关，而与电量、电压无关。 3.电容的计算方法 例1：球形电容器 解：设A球带电量为 q ，
B
2
q RA A o
q
板间场强为： E
极板间的电势差:
q
4 0r
RB
RB
U AB
B
A
E dl
RA
由电容定义:
10
例4、在带电量为 q 、半径为R1的导体球壳外，同心放 置一个内外半径为R2、R3的金属球壳。求：1、求外球 壳上电荷及电势分布；2、把外球接地后再绝缘，求外 球上的电荷分布及球壳内外 的电势分布；3、再把内球 接地，求内球上的电荷分布及球壳的电势。
高中物理第一章电场第二节探究静电力课件粤教选修3_1 (1)
答案：C
拓展一 对点电荷的理解
在力学中，当一个物体的大小、形状与研究的问题相 比可以忽略时，可把物体看作一个仅有质量的点，在研究 电荷之间作用力的规律时，是否也有类似的处理方法？
提示：有，带电体的形状及大小对相互作用力的影响 可以忽略不计时，带电体就可以看成点电荷．
1．点电荷是理想化的物理模型． 点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想模型， 类似于力学中的质点，实际中并不存在． 2．带电体看成点电荷的条件． 一个带电体能否看成点电荷，要看它本身的大小是 否比它们之间的距离小得多．即使是比较大的带电体， 只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷．
(3)表达式：_F_＝__k_q_r1_q2_2_，k 叫做静电力常量，k＝ __9_._0_×__1_0_9__N_·_m__2/_C__2．
(4)适用条件：真空中_点__电__荷__．
判断正误
(1)两带电体距离越大，库仑力越小．(√) (2)任意两个带电体都可以利用库仑定律 F＝kqr1q2 2来 计算库仑力．(×) (3)球形带电体一定可以看成点电荷．(×)
1．两个点电荷间的库仑力． (1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟 两个电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在 其他电荷无关． (2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律， 与两个电荷的性质、带电多少均无关，即作用力与反作 用力总是等大反向．
第一章 电场
第二节 探究静电力
学习目标
1.了解点电荷的概念. 2.理解库仑定律，知道 静电力常量. 3.会用库仑定律进行有 关的计算.
重点难点
1.理解点电荷的概 重点 念. 2.库仑定律的
应用．
难点
库仑定律的适用 条件.
知识点一 点电荷
拓展一 对点电荷的理解
在力学中，当一个物体的大小、形状与研究的问题相 比可以忽略时，可把物体看作一个仅有质量的点，在研究 电荷之间作用力的规律时，是否也有类似的处理方法？
提示：有，带电体的形状及大小对相互作用力的影响 可以忽略不计时，带电体就可以看成点电荷．
1．点电荷是理想化的物理模型． 点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想模型， 类似于力学中的质点，实际中并不存在． 2．带电体看成点电荷的条件． 一个带电体能否看成点电荷，要看它本身的大小是 否比它们之间的距离小得多．即使是比较大的带电体， 只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷．
(3)表达式：_F_＝__k_q_r1_q2_2_，k 叫做静电力常量，k＝ __9_._0_×__1_0_9__N_·_m__2/_C__2．
(4)适用条件：真空中_点__电__荷__．
判断正误
(1)两带电体距离越大，库仑力越小．(√) (2)任意两个带电体都可以利用库仑定律 F＝kqr1q2 2来 计算库仑力．(×) (3)球形带电体一定可以看成点电荷．(×)
1．两个点电荷间的库仑力． (1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟 两个电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在 其他电荷无关． (2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律， 与两个电荷的性质、带电多少均无关，即作用力与反作 用力总是等大反向．
第一章 电场
第二节 探究静电力
学习目标
1.了解点电荷的概念. 2.理解库仑定律，知道 静电力常量. 3.会用库仑定律进行有 关的计算.
重点难点
1.理解点电荷的概 重点 念. 2.库仑定律的
应用．
难点
库仑定律的适用 条件.
知识点一 点电荷
广东省河源市龙川县第一中学高中物理 第一章 静电现象
二．雷电和避雷
问题:雷电属于哪一种放电现象？电荷分布与放电的关系？
1.通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向 相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有 了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电 子的原子带正电，叫做正离子。
由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均 匀的，导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少 量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离。这时空气成为 导体，于是产生了尖端放电现象.
尖端放电在技术上有重要意义.高压输电导线和高压设备的金属元件，表面要很光滑,为 的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。
第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近， 不可手持金属体高举头顶．
第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击． 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭
遇雷的机会．
一．放电现象
问题：什么是放电现象？有哪些种类？
1.接地放电 地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球 的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一 样.如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特 别少,可以认为它不再带电。(如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导 体。这等效于正电荷从导体流向大地。) 生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施. 2.火花放电 当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离， 电荷通过电离的空气形成电流.由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光， 产生电火花.这种放电现象叫火花放电. 火花放电在生活中常会遇到.干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后, 由于摩擦，身体上会积累静电荷.这时如果手指靠近金属物品,你会感到手上有针 刺般的疼痛感。这就是火花放电引起的.如果事先拿一把钥匙,让钥匙的尖端靠近 其他金属体,就会避免疼痛.在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的 时候,不但会听到响声,还会看到火花. 在一些工厂或实验室里,存在大量易燃气体,工作人员要穿一种特制的鞋,这种鞋 的导电性能很好，能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累,以免产生火花 放电,引起火灾.
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解：
+
FAB
qA
L
qB
-
FCB FBC
x
+
FAC
qC
q A qC qB qC 对C：k k ...... ① 2 2 x L x
qB qC q A qB 对B：k k ......② 2 2 L x
解得： 2 L, qC 4Q, 且电性为“” x
二、探究影响点电荷间相互作用的因素 猜想： • 电荷量越大，作用力越大；
• 距 离 越大，作用力越小。
学科网
实验方法：控制变量法
实验探究：
• q不变：r越小，偏角越大，力越大； • r不变：q越小，偏角越小，力越小。
三、库仑定律 1、内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷
量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方 向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2、大小：
q1q2 F k 2 r
k叫静电力常量，k=9.0×109N· 2/C2 m
3、方向：在两个电荷的连线上。 4、适用条件：真空中的点电荷
（同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引）
课堂训练1
两点电荷之间作用力为F，若保持电荷间的距离不 变，一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，另一个 点电荷的电荷量不变，则库仑力变为原来的（B ） A、F B、2F C 、 1 D、1 F F 2 4 课堂训练2
1.16×10－2N
2.9×10－6C
课堂训练8
C 下列说法不正确的是（ ） A、已知验电器上带正电荷后，验电器上的金箔张开 了 一定角度，如果用另一带电体接触验电器的金属 球，金箔张角更大，则可以判定带电体一定带正 电 B、让两个带电体接触后分开，两个带电体都不带 电，则两个带电体原来一定带等量异种电荷 C、两个带电体之间的库仑力总是与它们所带电荷量 的 乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比
一、两导体接触后电荷分配规律：
１、完全相同的金属小球接触后电荷分配 同种电荷：先相加再平分 异种电荷：先中和再平分
两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b，在真空 中相距L，现引入第三个点电荷C, 能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置， 电性及它的电荷量。
例1：两个相同的金属小球，带电量之比为 1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原 来的位置上，则它们间的库仑力可能为原 来的（ C D ）
总结: 三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大
两个带电量分别为Q,4Q的负电荷A、B，在真空中相距L，现引 入第三个点电荷C, 能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置， 电性及它的电荷量。
第三个小球应放在电荷量为-q的右边 （假设两个带负电的小球，电荷量为-q 也在左边）相距为L/3,电荷量为+4/9q.
课堂训练6
真空中有两个完全相同的导体球，它们带等量异 种电荷。当它们的距离r时，库仑力为F；若将一 个与它们完全相同的导体球分别与它们接触一下 后移开，在保持它们之间的距离不变的情况下， C 它们之间的静电力将变为 A.16F B.8F C.F/8 D.F/16
课堂训练7
把质量为2克的带电小球A用细绳吊起来，若将带 电小球B靠近A，当B球带电量QB=4×10-6库时，两 个带电体恰在同一高度，且相距l=30厘米，绳与 竖直方向的夹角为30。试求： （1）A球所受的静电力大小； （2）A球的带电量。
※点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电量也可
以很大。点电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ这个概念与力学中的“质点”类似。
观察表明，带电体之间的相互作用力除与电荷量及相 对位置有关外，还与带电体的形状有关，这大大增加了研 究这一问题的复杂性。为了方便研究，物理学中引入了引 入了点电荷这一物理概念。
我们还学过那些理想化模型？ 地球能否看成质点？
A. 4/7 B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
例2:两个带同种电荷的相同金属小球(两 球距离远大于小球的直径）所带电量 分别为Q1 ，Q2 ，现让它们接触后再放 回原处，那么它们的相互作用与原来 相比（ AC ） A. 可能变大 B. 可能变小 C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
Q1
Q2
思考题:当两个带电体之间的距离趋近于零时，库 仑力将趋于无穷大吗？
【答】：不，此时不能看成点电荷
课堂训练3
关于点电荷的下列说法中不正确的是（ C） A.真正的点电荷是不存在的． B.点电荷是一种理想模型． C.足够小的电荷就是点电荷． D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它 的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研 究的问题的影响是否可以忽略不计
质点：在力学中，当一个物体的大小、形状 与研究的问题关系不大时,我们可以忽略这些 次要因素,而把物体当作一个仅有质量的点. 以后,会学到”弹簧振子”、”单摆” 、” 理想气体”、”光线”等理想化模型. ※理想模型方法 是物理学常用的研究方法。 当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下 人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研 究对象抽象为理想模型。这样可以使问题的处 理大为简化。
例3、有两个完全相同的带电小球Ａ和 Ｂ。分别带电10Ｑ和-Q, 球心间距 为R，将它们用绝缘支柱固定起来， 现用第三个一样的不带电的金属球C 反复不断地和A、B轮流接触，最后 移开C，A、B间的作用力变为原来的 多少倍？
9/10
２、不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律： 不一定均分，分配的比例与两个导体的大小及形 状有关，如果两个导体的大小形状确定，则分配 比例一定
二、含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
例5、 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷 （1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？ （2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电 荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C 的电量q的大小及电性有无要求？
课堂训练4
下列说法中正确的是（
） D
A.点电荷就是体积很小的电荷． B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体．
q1q2 C.根据 F k 可知， 2 r 当r 0 时，F ∞
D.静电力常量的数值是由实验得到的．
课堂训练5
真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，若 将每个电荷的电量都加倍，同时使它们之间的距 A 离减半，那么它们之间的静电力将变为 A. 16F B. 4F C. F/4 D. F/16
A B QC
+
9Q
-
+
4Q
三、含库仑力的动力学问题
运用牛顿第二定律结合运动学公式求解
例7、 如图，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，彼此 相隔的距离为L，（L比球半径r大的多）， B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q, 若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、 C三球始终保持L的间距运动，求 （1）F的大小？ （2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
A +
6q
B
-3q
C +
QC
F
例8、光滑水平面有A、B两个带电小球， A的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小 为v，此时，A的加速度为 a/2 .
第二节 探究静电力 电荷间的作用 力会跟哪些因 素有关？
学科网
受到牛顿的万有引力定律的启发，18世纪的科 学家推测带电物体间的相互作用力也是跟距离的 平方成反比的。18世纪末，法国科学家库仑通过 实验总结出静止电荷间的相互作用力规律，即静 电力的规律，人们把这一规律称为库仑定律。
一、点电荷
是一种理想模型.当带电体的线度比起相 互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷.
课堂训练9
真空中相距为L的两个小球，带电量分别为 4 q A Q，q B Q, 若引入第三个带电小球C， 9 欲使A、B、C三个小球只在相互作用的电场力 作用下保持静止，则引入的C球放在何处？小 球C的带电量qc的电性及量值如何？
FAC
+Q
FAB
FAB
4 Q 9
FBC
qA
qB
①若将C球放在A球左边，则C球应带负电，但由于FAC>FBC,不可能 使A、B两球同时静止，故不能将C球放在A球左边。 ②若将C球放在A、B球之间，则无论C球带何种电,都不可能使A、B 两球同时静止，故不能将C球放在A、B球之间。 ③若将C球放在B球右边，则C球应带正电，若C球到A、B两球的距 离合适，则可满足FAC=FBC, 能使A、B、C三球同时静止，故应把 C球放在B球右边。