第01講 電荷和庫侖定律1．了解電荷、元電荷和點電荷：理解電荷守恒定律。2．理解庫侖定律并運用這一定律解決實際問題一、電荷1.自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。2.電荷間的相互作用規(guī)律：同種電荷相排斥，異種電荷相吸引。二、三種起電方式 摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電產(chǎn)生條件兩種不同物質(zhì)構(gòu)成的絕緣體摩擦導(dǎo)體與帶電體接觸帶電體靠近導(dǎo)體實驗毛皮摩擦橡膠棒帶電體接觸驗電器帶電體靠近驗電器現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷驗電器帶上與帶電體相同電性的電荷驗電器兩端出現(xiàn)等量異種電荷,且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同”起電原因不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛能力不同而發(fā)生電子的得失電荷之間的相互作用導(dǎo)體中的自由電子受帶正(負(fù))電物體吸引(排斥)而靠近(遠(yuǎn)離)帶電體起電實質(zhì)均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移三、電荷守恒定律、元電荷1.電荷守恒定律電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。2.元電荷：迄今為止，實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量。人們把這個最小的電荷量叫作元電荷，用e表示。3.電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比，叫作電子的比荷。四、點電荷1.當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可忽略不計時，這樣的帶電體可以看作帶電的點，叫作點電荷。2.點電荷是只有電荷量而沒有大小、形狀的理想化模型。它類似于力學(xué)中的質(zhì)點，實際中并不存在。3.點電荷只保留了對問題有關(guān)鍵作用的電荷量，這樣問題就會大大簡化。4.一個帶電體能否看成點電荷，是就具體問題而言的，不能單憑大小和形狀。五、庫侖定律1.內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。這個規(guī)律叫作庫侖定律。2。公式：。式中比例系數(shù)k=9×109N·m2/C2，稱為靜電力常量。3.說明：(1)庫侖定律適用于真空中兩個點電荷之間的相互作用力。(2)求電量均勻分布的絕緣帶電球體之間的庫侖力時，r取球心之間的距離。(3)系統(tǒng)中有多個點電荷時，任意兩個點電荷之間的作用力都遵從庫侖定律，計算多個電荷對某一電荷的作用力時應(yīng)先分別計算每個電荷對它的靜電力，然后再按平行四邊形定則求其矢量和。考點一：三種起電方式【例1】如圖所示，兩個不帶電的導(dǎo)體和，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體置于附近，貼在、下部的金屬箔都張開（　?。?/span> A．此時帶正電，帶負(fù)電B．此時帶的電荷量大于帶的電荷量C．移去，貼在、下部的金屬箔都閉合D．先把和分開，然后移去，貼在、下部的金屬箔都閉合考點二：元電荷和點電荷【例2】關(guān)于元電荷，下列說法正確的是（　?。?/span>A．元電荷就是電子的電量B．元電荷是最小的電荷，它帶正電C．元電荷是最小的電荷，它帶負(fù)電D．元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根測出的【例3】下列關(guān)于點電荷的說法正確的是（　?。?/span>A．帶電體形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略時可看作點電荷B．電荷量很小的帶電體一定可以看作點電荷C．點電荷一定帶正電D．體積和電量很大的帶電體一定不能看作點電荷考點三：庫侖定律【例4】如“頓牟掇芥”是東漢王充在《論衡·亂龍篇》中記載的摩擦起電現(xiàn)象，意指摩擦后的帶電琥珀能吸引輕小物體?，F(xiàn)做如下簡化：在某處固定一個電荷量為Q的帶正電的點電荷，在其正下方h處有一個原子。在點電荷的電場作用下，原子的負(fù)電荷中心與正電荷中心會分開很小的距離l，點電荷與原子之間產(chǎn)生作用力F。你可能不會求解F，但是你可以通過物理分析進(jìn)行判斷，關(guān)于F的表達(dá)式，可能正確的是（式中k為靜電力常量）（　?。?/span>A. F=0  B.  C.   D.  1.（2015·浙江卷，T16）如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置．工作時兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬極板中間，則(　　)A．乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B．乒乓球受到擾動后，會被吸在左極板上C．乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個力的作用D．用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞2.（2018全國1，T 16）如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm.小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于a、b的連線.設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則（    ）A. a、b的電荷同號，　　　B. a、b的電荷異號，C. a、b的電荷同號，　　　D. a、b的電荷異號，3.（2019全國理綜I卷，T 15）如圖，空間存在一方向水平向右的勻強磁場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則（    ）A. P和Q都帶正電荷 B. P和Q都帶負(fù)電荷C. P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷 D. P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷4.（.2021湖北卷·★★）如圖所示，一勻強電場E大小未知、方向水平向右。兩根長度均為L的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場中，懸點均為O。兩小球質(zhì)量均為m、帶等量異號電荷，電荷量大小均為q（q>0）。平衡時兩輕繩與豎直方向的夾角均為θ=45°。若僅將兩小球的電荷量同時變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，下列說法正確的是A.M帶正電荷                              B. N帶正電荷C.                                  D. 5.（2021·海南·卷·）如圖，V型對接的絕緣斜面M、N固定在水平面上，兩斜面與水平面夾角均為，其中斜面N光滑。兩個質(zhì)量相同的帶電小滑塊P、Q分別靜止在M、N上，P、Q連線垂直于斜面M，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則P與M間的動摩擦因數(shù)至少為（　　）A． B． C． D．1．關(guān)于電荷，下列說法正確的是（　?。?/span>A．點電荷僅僅是一種理想化模型B．帶電體的帶電量可以是任意的C．元電荷就是帶電量為的帶電體D．兩不帶電的物體經(jīng)摩擦后帶電，說明電荷可以創(chuàng)生和消滅2．2021年5月28日，第八屆全國靜電紡絲技術(shù)與納米纖維學(xué)術(shù)會議在天津工業(yè)大學(xué)召開，摩擦可以產(chǎn)生靜電，原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后知甲物體帶正電。丙物體帶電。則關(guān)于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法正確的是（　?。?/span>A．乙物體一定帶有負(fù)電荷 B．乙物體可能帶有負(fù)電荷C．丙物體一定帶有負(fù)電荷 D．丙物體一定帶有正電荷3.有兩個完全相同的金屬小球A和B(它們的大小可忽略不計),分別帶電荷量q和5q.當(dāng)它們在真空中相距一定距離時,A球?qū)?/span>B球的斥力為F,若用絕緣手柄移動這兩個小球,使它們相接觸后分別再放回原處,則它們間的靜電力變?yōu)?/span>????????????? (　　)A.F B.3F C.6F D.1.8F4．如圖所示，第一次用帶正電的金屬球A靠近不帶電的驗電器的金屬球B時，發(fā)現(xiàn)驗電器的金屬箔片C張開一定的角度；第二次用帶正電的金屬球A與驗電器的金屬球B接觸一下，同樣金屬箔片C張開一定角度，分析這兩次過程中（　?。?/span>A．第一次金屬球B帶正電荷，金屬箔片C帶負(fù)電荷B．第一次金屬球B帶負(fù)電荷，金屬箔片C帶正電荷C．第二次金屬球B帶正電荷，金屬箔片C帶負(fù)電荷D．第二次金屬球B帶負(fù)電荷，金屬箔片C帶正電荷5．下列說法中正確的是（　?。?/span>A．由庫侖定律可知，時，B．元電荷實質(zhì)上就是電子和質(zhì)子C．摩擦起電的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移D．庫侖定律與萬有引力定律在形式上很相似，由此人們認(rèn)識到庫侖力與萬有引力是同種性質(zhì)的力6．兩個分別帶有電荷量－Q和+5Q的相同金屬小球（均可視為點電荷）固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F，兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?/span>，則兩球間庫侖力的大小為（　?。?/span>A． B． C． D．7．如圖，在光滑絕緣斜面上有帶電小球a與b，兩球同時釋放瞬間，a球的加速度剛好為零，則下列關(guān)于a、b的電性及初始位置，符合要求的是（　?。?/span>A． B．C． D．8．如圖所示，真空中A、B兩點分別固定兩個相同的帶電金屬小球（均可視為點電荷），所帶電荷量分別為＋Q和－5Q，在A、B的延長線上的C點處固定一電荷量為q的試探電荷，試探電荷受到的電場力大小為，已知AB＝BC。若將兩帶電金屬小球接觸后再放回A、B兩處時，試探電荷受到的電場力大小為，則為（　?。?/span>A． B． C． D．9．如圖所示，A、B、C三個帶電小球質(zhì)量均為m，A、B分別穿在同一豎直線上的兩根絕緣細(xì)桿上，上方細(xì)桿粗糙，下方細(xì)桿光滑。已知A、B帶電量大小均為q0，且A帶正電，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，AB和AC間距相等，A、C間絕緣細(xì)線與豎直細(xì)桿成60°角，細(xì)線伸直且恰無拉力。已知靜電力常量為k，重力加速度為g，則（　　）A. C小球帶電量大小為B. A、C間的絕緣細(xì)線長為C. A小球受到細(xì)桿的摩擦力大小為2mgD. 若保持B小球位置不變，緩慢增加B的帶電量，使A、C兩球處于同一水平線，則此時A、C間的絕緣細(xì)線拉力大小為010．如圖（a），場源點電荷固定在真空中O點，從與O相距r0的P點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的離子，經(jīng)一定時間，離子運動到與O相距rN的N點。用a表示離子的加速度，用r表示離子與O點的距離，作出其圖像如圖（b）。靜電力常量為是k，不計離子重力。由此可以判定（??）?A．場源點電荷帶正電B．場源點電荷的電荷量為C．離子在P點的加速度大小為D．離子在P點受到的電場力大小為

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