江苏专版高考物理总复习电荷及其守恒定律库仑定律讲义

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 第 24 讲 电荷及其守恒定律 库仑定律 考情剖析 考查内容 考纲要求 考查年份 考查详情 能力要求 点电荷 库仑定律 Ⅰ 电荷 电荷 守恒定律 Ⅰ 15 年 T2—选择， 考查静电现象 理解和应用数 学处理物理问题 弱项清单 1.对于库仑定律只适 用于点电荷的条件把 握不牢； 2.库仑定律作用下物 体的平衡与加速，受 力分析时库仑力的分 析不到位. 知识整合 一、电荷 电荷守恒定律 1．自然界中的两种电荷：________和________． 2．电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消失，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____________________． 3．使物体带电的方式有三种：a.________；b.________； c．________．物体带电的实质是：________． 4．静电现象：各种物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，因而物质得失电子的本领也不同，这就造成 了摩擦起电等各种带电现象． 二、点电荷 库仑定律 1．点电荷 点电荷是理想化模型，在带电体的尺寸比它到其他带电体的距离____________，以致带电体的形状和电荷 在它上面的分布对要研究的问题已经无关紧要时，带电体可以视为点电荷；带电体能否看成点电荷具有相对性， 点电荷与力学中的____________类似． 2．库仑定律 (1)库仑定律：________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正比，与它们的距 离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．表达式：________，式中 k＝____________，叫静电力常量． (2)库仑力的适用条件：____________，____________． (3)用库仑定律进行计算时，不必将符号代入，只需判断力的性质即可． 方法技巧考点 1 接触起电 两个导体接触时电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；若两导 体形状、大小相同原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分． 【典型例题 1】 (多选)两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为 5∶1(皆可视为点电荷)，它们 在相距一定距离时相互作用力为 F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为 F2，则 F1∶F2 可能为( ) A．5∶2 B．5∶4 C．5∶6 D．5∶9 考点 2 库仑定律的理解 1．库仑定律的表达式为 F＝kq1q2 r2 ，其适用条件是真空中两静止的点电荷．对于两带电小球之间的库仑力， 公式中的 r 不一定指球心之距，当两小球之间的距离相对于直径较小时，若是同种电荷，由于电荷相互排斥，r 大于球心之距；若是异种电荷，由于电荷相互吸引，r 小于球心之距． 2．在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小． 3．两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反． 考点 3 静电现象 1．生活中常见的静电现象 (1)电视荧光屏静电：荧光屏因电子撞击而积累大量的静电 (2)梳头产生静电：因头发与梳子摩擦而产生静电 (3)脱毛衣产生静电放电：因衣服间的摩擦产生静电而放电，常听到“噼啪”的声音，在黑暗中并可看见微 弱的火光 (4)摸门把、金属物有触电现象：在干燥地区，人在地毯上行走与地毯摩擦，身上积累大量静电，触及金属 物体后放电． 2．静电现象的应用于防止 (1)应用：静电除尘、静电复印、静电喷漆 (2)防止：静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静电． 【典型例题 2】 静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》 中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是( ) A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引 C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉 【学习建议】 平时学习时，要关注实际生活，关注我国古代重要的科技成果，要从生活现象中理解物理 知识，用物理知识解释生活中的问题． 考点 4 带电体的平衡与运动 1．三个自由点电荷的共线平衡规律 “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． 2．库仑力作用下物体的平衡与运动 【典型例题 3】 如图所示，在一条直线上有两个相距 0.4 m 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，则 C 的带电性质及位置应为( ) A．正，B 的右边 0.4 m 处 B．正，B 的左边 0.2 m 处 C．负，A 的左边 0.2 m 处 D．负，A 的右边 0.2 m 处 【典型例题 4】 (多选)如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球 A、B 分 别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力 F 作用于小球 B，则两球静止 于图示位置．如果将小球 B 向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比( ) A．推力 F 将增大 B．竖直墙面对小球 A 的弹力增大 C．地面对小球 B 的弹力一定不变 D．两个小球之间的距离增大 1.如图所示，质量均为 m 的三个带电小球 A、B、C 放置在光滑绝缘的水平面上．已知 A 与 B 间、 B 与 C 间和 C 与 A 间的距离均为 L，A 球带电荷量 QA＝＋q，B 球带电荷量 QB＝＋q.若在小球 C 上加一方向水平向 右、大小未知的恒力 F，恰好使 A、B、C 三小球保持相对静止．求： (1)C 球所带电荷量 QC； (2)外力 F 的大小． 2.带电小球的质量为 m，当匀强电场方向水平向右时，小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的 A 点， 图中θ＝30°，如图所示，当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变)，求小球从 A 点 起滑到最低点时对轨道的压力． 当堂检测 1.(多选)如图所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和 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 r 的 3 倍．若使它们带上等量电荷，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 库的表达式可能正确的是( ) 第 1 题图 A．F 引＝Gm2 l2，F 库＝kQ2 l2 B．F 引＝Gm2 l2，F 库>kQ2 l2 C．F 引≠Gm2 l2，F 库＝kQ2 l2 D．F 引＝Gm2 l2，F 库

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