步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 6.1电荷守恒定律 库仑定律

步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 6.1电荷守恒定律 库仑定律内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、电荷守恒 静电现象的解释 点电荷 库仑定律 静电场 电场强度、点电荷的场强 电场线 电势能、电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常用的电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 1多个电荷库仑力的平衡和场强叠加问题2利用电场线和等势面确定场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等3带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题4对平行板电容器电容决定因素的理解，解决两类有关动态变化的问题5分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题6示波管、 课时电荷守恒定律库仑定律考纲解读 利 2、用平衡条件或牛顿第二定律解答电荷平衡或运动问题1对两种电荷及起电实质的理解一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了这说明()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 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该现象是由电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律答案对库仑定律适用条件的理解关于库仑定律的公式 Fk ，下列说法正确的是()真空中的两个点电荷间的距离 r时，它们之间的静电力 F0B当真空中的两个电荷间的距离 r0 时，它们之间的静电力 FC当真空中的两个电荷之间的距离 r时，库仑定律的 3、公式就不适用了D当真空中的两个电荷之间的距离 r0 时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了答案r时，电荷可以看成点电荷，库仑定律的公式适用，由公式可知，它们之间的静电力 F0；r0 时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了3库仑定律和电荷守恒定律的应用三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球 1 的带电荷量为q，球 2 的带电荷量为 3 不带电且离球 1 和球 2 很远，此时球 1、2 之间作用力的大小为 先与球 2 接触，再与球 1 接触，然后将球 3 移至远处，此时 1、2 之间作用力的大小仍为F，方向不变由此可知( )An3 4、 Bn4 Cn 5 Dn6答案据库仑定律，球 3 未与球 1、球 2 接触前，球 1、2 间的库仑力 Fk 触后电荷量均分，球 3 与球 2 接触后，球 2 和球 3 的带电荷量q2q 3 ，球 3 再与球 1 接触后，球 1 的带电荷量 ，此时 1、2q n 2k k ，由题意知 F F，即 n ，解得n 2nn 2nn 28n 正确4感应起电的分析方法如图 1 所示，A、B 为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法正确的是()图 1A把 C 移近导体 A 时，A、B 上的金属箔片都张开B把 C 5、移近导体 A 后，先把 A、B 分开，然后移去 C，A、B 上的金属箔片仍张开C把 C 移近导体 A 后，先把 C 移走，再把 A、B 分开，A、B 上的金属箔片仍张开D把 C 移近导体 A 后，先把 A、B 分开，再把 C 移走，然后重新让 A、B 接触，A 上的金属箔片张开，而 B 上的金属箔片闭合答案然 A、B 起初都不带电，但带正电的导体 C 对 A、B 内的电荷有力的作用，使 A、B 中的自由电子向左移动，从而使 A 端积累了负电荷，B 端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片由于接触带电，也分别带上了与 A、B 相同的电荷由于同种电荷相互排斥，所以金属箔片都张开，A 正确C 只要一直在 6、 A、B 附近，先把 A、B 分开，A、B 将带等量异种的感应电荷，此时即使再移走 C，A、B 所带电荷量也不会变，故金属箔片仍张开，B 正确把 C 移近导体 A 后，A、B 上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，C 错先把 A、B 分开，再移走 C，A、B 仍然带电，但重新让 A、B 接触后，A、B 上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D 错一、电荷及电荷守恒定律1元电荷、点电荷(1)元电荷：e0 19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同，但符号相反(2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体 7、视为点电荷光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，两者带同种电荷时，电荷量平均分配；两者带异种电荷时，异种电荷先中和后平分3感应起电：感应起电的原因是电荷间的相互作用，或者说是电场对电荷的作用(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引(2)当有外加电场时，电荷向导体两端移动，出现感应电荷，当无外加电场时 8、，导体两端的电荷发生中和二、库仑定律1内容：真空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2表达式：Fk ，式中 k0 9 N2，叫做静电力常量用条件：真空中的点电荷(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷考点一静电现象及电荷守恒定律1使物体带电的三种方法及其实质摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法，它们的实质都是电荷的转移而电荷转移的原因是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引2验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内 9、有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图 2 甲所示)如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计(如图乙所示)注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()解析由于静电感应，当带电的金属球靠近不带电的验电器时，验电器达到静电平衡，近端(靠近金属球端)感应出异种电荷，远端(金属箔片) 感应出同种电荷，只有 B 正确答案如图 3 所示，A、B 10、 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触现使带负电的橡胶棒 C 靠近 A(C 与 A 不接触)，然后先将 A、B 分开，再将C 移走关于 A、B 的带电情况，下列判断正确的是()图 3AA 带正电，B 带负电BA 带负电，B 带正电CA、B 均不带电DA、B 均带正电答案 靠近 A 后 A 带正电，B 带负电分开 A、B 后，A 带正电，B 带负电，库仑定律的理解和应用光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电荷的分配规律(1)两个相同的导体球，一个带电，一个不带电，接触后电荷量平分(2)两个相同导体球带同种电荷，先接触再分离，则其电荷量平分(3)两个相同导体球带异种电荷，先 11、接触再分离，则其电荷量先中和再平分2对库仑定律的深入理解(1)Fk ，r 指两点电荷间的距离对可视为点电荷的两个均匀带电球，r 为两球心2)当两个电荷间的距离 r0 时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大例 2如图 4 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架上，两球心间的距离为 l，为球壳外半径 r 的 3倍若使它们带上等量异种电荷，使其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 库仑力 ()图 4AF 1G ， F22 1G ，F 22 1G ，F 22 1G ， F22然两球心间的距离 12、 l 只有球壳外半径 r 的 3 倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律求本题中由于 a、b 两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离 l 只有其外半径 r 的 3 倍，不满足 l 远大于 r 的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以库仑定律不适用，光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 答案使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷) 分别带上3Q 和5Q 的电荷后，将它们固定在相距为 a 的两点，它们之间库仑力的大小为 将它们固定在相距为 2a 的两点，它们之间库 13、仑力的大小为 1 与比为( )A21 B41C161 D601答案个完全相同的金属球相互接触并分开后，带电荷量均变为Q，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项 D 正确考点三库仑力作用下的平衡问题1处理平衡问题的常用方法：(1)合成法，(2)正交分解法2三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反(2)规律“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上；“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例 3如图 5 所示，将两个摆长均为 l 的单摆悬于 O 点，摆球质量均为 m，带电荷量均为q(q0)将另一个带电荷量也为 q(q0)的小球从 O 点正下方较远处缓慢移向 O 点，当三个带电小球分别处在等边三角形 三个顶点上时，两摆线的夹角恰好为 120，则此时摆线上的拉力大小等于()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。