1、第一章 静电场本章概述静电现象既神秘又常见，本章以电荷的产生为切入点，主要研究静电场的基本性质及电容器、带电粒子在电场中的运动等问题，以电场力的性质和电场能的性质为核心来学习电场力、电场强度、电场线、电场能、电势、电势差、电场力做功等基本概念本章涉及的概念和规律较多，在学习中可抓住“两条主线、两个应用”：一条主线是描述电场的力的性质的物理量电场强度；另一条主线是描述电场的能的性质的物理量电势两个应用是：电容器、带电粒子在电场中的加速和偏转，其中正确理解电场强度和电势的物理意义是掌握本章知识的关键学习本章用到的研究方法主要有：(1) 理想化模型法，如点电荷、电场线、等势面； (2)比值定义法，如
2、电场强度、电势的定义方法，比值定义法是定义物理量的一种重要方法；(3) 类比法，如电场和重力场的比较，电场力和重力的比较，带电粒子在电场中的运动和平抛运动的类比等在学习中应注意这些研究方法的运用第 1 课时 电荷及其守恒定律教材分析本节由电荷、电荷守恒定律、元电荷三部分内容组成它们是本章的预备性知识关于静电现象方面的知识，初中已有所介绍，而高中更侧重从物质微观结构的角度认识物体带电的本质结合摩擦起电和感应起电的具体情景，理解电荷守恒定律是本节的重点新教材之所以把“电荷守恒定律”单列一节来处理，目的是要进一步突出守恒的思想我们知道，各种守恒定律都是物理学的基本定律，它们不是科学家在盲目摸索中得来
3、的 “守恒”始终是物理学家追求的目标为了突出守恒的思想，在力学中学习功和能的关系时就是从“追寻守恒量”开始的教学要求1. 知道自然界存在两种电荷，并且只存在两种电荷知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引2. 经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质3. 理解电荷守恒定律4. 知道电荷量的概念及其国际单位5. 关注存在元电荷的事实，知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化教学过程演示实验引入新课电荷的概念使物体带电的方式 现象摩 擦 起 电感 应 起 电 观察和带电原因分析电荷守恒定律元电荷巩固练习新课导入1. 展示图片富兰克林(B. Fr
4、anklin, 17061790)，美国科学家和政治家.1752 年，他冒着生命危险在雨中进行“风筝实验” ，证明闪电与摩擦起电的电是相同的他还创造了用“正电”和“负电”区分两种不同性质的电的方法，为定量研究电现象打下了基础图为富兰克林正在进行“风筝实验” 2. 实验演示：与干燥头发摩擦的塑料梳子能吸引轻小物体用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒靠近验电计使箔片张开温故知新1. 两种基本电荷：自然界中有两种基本电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引导航学校物理选修 3-1 第 1 页2. 通常情况下物体不带电的原因：物质是由原子构成的，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核所带正电和核外
5、带负电的电子的电荷量一样多，对外不显电性3. 摩擦起电：两个物体相互摩擦，电子从一个物体转移到了另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电新知梳理1. 金属结构模型(1) 构成物质的原子本身包括的带电粒子：带正电的_ 和不带电的_构成原子核，核外有带负电的_(2) 金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫_失去电子的原子便成为带_电的_2. 物体带电(1)实质：物体由于受外界因素的影响使_发生转移，原子核内的质子数与核外电子数_(2)结果：从整体上看，失去电子的物体带_，得到电子的物体带 _(3)使物体带电的方式有：_、_和接触带电三种方式3.
6、静电感应(1) 定义：当一个带电体靠近_时，导体靠近带电体的一端带_电荷，远离带电体的一端带_电荷(2) 实质：导体中的_发生转移(3) 感应起电：利用静电感应原理使_带电的过程4. 电荷守恒定律(1) 表述一：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_保持不变(2) 表述二：一个与外界无电荷交换的系统，电荷的_ 保持不变5. 电荷量与元电荷(1) 电荷量：_，其国际单位是_，用 C 表示(2) 元电荷是指电子(或质子)所带的电荷量，用 e 表示，e_C，最早由美国物理学家_测得(3) 任何宏观带电体所带的电荷量都是这
7、个数值的_ 倍(4) 电子的比荷：电子的_与电子的_之比小试身手1. 毛皮与橡胶棒摩擦后毛皮带正电，这是因为( )A. 毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上 B. 毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C. 橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上 D. 毛皮自身由于摩擦产生了一些正电荷2. 关于摩擦起电与感应起电以下说法中正确的是( )A. 摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B. 摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C. 不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移D. 以上说法均不正确3. 以下关于元电荷的说法正确的是( )A. 元电荷实质上是指电子和质子本身B. 所有带电体的电荷量一定等于
8、元电荷的整数倍C. 元电荷的值通常取作 e1.6010 19 CD. 电荷量 e 的值最早是美国科学家密立根用实验测得的探究讨论导航学校物理选修 3-1 第 2 页通常所说的物体不带电是物体内没有电荷吗？怎样理解物体带正电荷或负电荷？物体不带电不是说物体内部没有电荷物质是由分子、原子组成，原子由原子核和核外电子组成，原子核内部的质子带正电荷核，外电子带负电荷，电子数与质子数相等，整个原子呈电中性即物体不显电性，当电中性的物体失去电子时会带正电荷，当物体得到电子时就会带负电荷，物体带电的本质是电子的得失或转移.讲练课堂一、感应起电1. 当一个带电体靠近导体时，发生静电感应现象即发生静电感应现象的
9、条件是带电体靠近导体2. 感应起电可采用以下步骤，如图所示：将枕形导体 A 和 B 彼此接触把带电小球 C 移近导体先把 A 和 B 分开，然后移去 C，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相 互吸引，则 A 带上和 C 异号的电荷， B 带上和 C 同号的电荷3. 感应起电的实质是在导体 C 电荷的作用下导体 A、B 上的自由电荷(电子)发生转移，使电荷在导体上重新分布，结果是靠近带电体 C 的一端 A 所带的电荷电性与带电体 C 电性相反( 为负电)，远离带电体 C 的一端 B 与带电体 C 电性相同( 为正电)4. 感应起电也可按下列步骤进行，如图所示：将一个带电体 A 靠近导体球 B.用手接
10、触一下导体球 B(相当于将 B 球接地一下) ，再将手拿开 .移去带电体 A，则这时 B 带上了和 A 异号的电荷如图所示，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 中两对金箔分别带异种电荷，选项 C 中两对金箔带同种电荷点拨 物体带电的本质是电子的得失和转移.反馈平台1. (2010泰安高二检测) 把一个带电棒靠近一个带正电的验电器，金箔先闭合而后张开，说明棒上的带的电荷
11、为( )A. 负电荷 B. 可以是正电荷，也可以是负电荷 C. 正电荷 D. 带电棒上先带正电荷，后带负电荷二、接触起电1. 不带电的导体与带电体接触，这种方式能使不带电的导体带上电荷，称为接触起电(1) 完全相同的两个金属球分别带有同种电荷，电荷量分别为 Q1 和 Q2，接触后各自的电荷量相等即 Q1Q 2 .Q1 Q222. 两个形状相同，大小也相同的物体接触，会将电荷量平分(2) 完全相同的两个带异种电荷的金属球，电荷量分别为 Q1 和Q 2，接触后各自的电荷量相等即 Q1Q 2 .Q1 Q22有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、B，分别带有电荷量Q16.410 9 C，Q 23.21
12、0 9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少？导航学校物理选修 3-1 第 3 页点拨 带异种不等量电荷的相同带电体相接触，电荷先中和后再均分.反馈平台2. 把两个相同的金属小球接触一下再分开一个很小的距离，发现两球之间相排斥，则这两个小球原来的带电情况可能是( )A. 两球带等量异种电荷 B. 两球带等量同种电荷C. 两球带不等量同种电荷 D. 两球带不等量异种电荷三、电荷守恒定律1. 感应起电现象是导体中的自由电荷在带电体作用下发生了转移，仅是导体上电荷的重新分布，没有电荷的产生和消失，电荷总量仍然守恒2. 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，符合电
13、荷守恒定律3. 两个完全相同的导体球，一个带电，另一个不带电，将两球接触，原来不带电的导体球也带上电，即两个完全相同的导体球接触后要平分电荷量，平分过程中电荷也是守恒的4. 近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没、转化为光子在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，电荷的代数和自然不变，即正、负电子的产生和湮没与电荷守恒定律并不矛盾半径相同的两个金属小球 A、B 带有相等的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个半径相同的不带电的金属小球 C 先后与 A、B 接触后再移开(1)若 A、 B 带同种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比(2)若 A、 B
14、带异种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比点拨 相同的带电体接触后其电荷量均分.反馈平台3. 下列叙述正确的是( )A. 摩擦起电是创造电荷的过程 B. 接触起电是电荷转移的过程C. 感应起电的实质是靠近带电体的一端产生和带电体所带电性相反的电荷，另一端产生和带电体所带电性相同的电荷D. 带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没带电物体因带电对靠近它的小物体中的电子有吸引力或排斥力即使小物体是绝缘体，也会使小物体靠近带电体的一端显示出与带电体相异的电荷，远离的一端带同种电荷如图所示，这样对异种电荷的吸引力大于对同种电荷的排斥力，从而能吸引轻小物体【例】 一绝缘体 A 带正
15、电，用绝缘丝线悬挂的一轻小物体 B 被 A 吸引，如图所示，试分析 B 的带电情况错解 B 带正电.剖析 A、B 相互吸引，有两种情况：一是 A、B 带异种电荷；二是一个带电，一个不带电，因为带电体有吸引轻小物体的性质所以 B 可能不带电，也可能带负电正解 B 可能带负电，也可能不带电导航学校物理选修 3-1 第 4 页同步测试【基础巩固 轻松过关】1. 关于摩擦起电，下列说法中正确的是( )A. 摩擦起电是用摩擦的方法将一个物体中的电子转移到另一个物体上B. 摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷C. 通过摩擦起电，两个原来不带电的物体一定带有等量异种电荷D. 通过摩擦起电，两个原来不带
16、电的物体可能带有等量异种电荷2. 如图所示，挂在绝缘细线下的通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，则( )A. 甲图中两球一定带异种电荷 B. 乙图中两球一定带同种电荷C. 甲图中至少有一个带电 D. 乙图中两球至少有一个带电3. 有一个质量很小的小球 A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒 B 靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是( )A. 接触前 A、B 一定带异种电荷 B. 接触前 A、B 可能带异种电荷C. 接触前 A 球一定不带任何净电荷 D. 接触后 A 球一定带负电荷4. 如图所示，将带电小棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时相互接触且
17、对地绝缘，下列哪些方法能使两球都带电( )A. 先把两个球分开，再移走小棒 B. 先移走小棒，再把两个球分开C. 先使甲球瞬间接地，再移走小棒 D. 使小棒与甲球瞬时接触，再移走小棒5. 如图所示，用一根与毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近不带电的验电器的金属小球 a，然后再用手指接触一下金属杆 c 后拿开橡胶棒，这时验电器小球 a 和金属箔片 b 的带电情况是( )A. a 带正电、b 带负电 B. a 带负电，b 带正电C. a、b 均带正电 D. a、b 均带负电【考题试练 锋芒初显】6. (改编题) 有三个粒子 a、b、c，从 P 点向下射入两带电体中间的某一区域，它们的运动轨迹如图所示，则(
18、)A. a 带负电荷，b 带正电荷， c 不带电荷B. a 带正电荷，b 不带电荷， c 带负电荷C. a 带负电荷，b 不带电荷， c 带负电荷D. a 带正电荷，b 带负电荷， c 不带电荷7. 如图所示，导体 AB 与地面绝缘，将带正电的物体 C 靠近 AB，用手接触一下B 端，放开手再移去 C，则此时 AB 带_电，若用手接触一下 A 端，放开手再移去 C，则此时 AB 带_电8. (2010泰安测试)两个完全相同的绝缘金属球 A、B，A 球所带电荷量为 q，B 球所带电荷量为q，现要使 A、B 所带电荷量都为 ，应该怎么办？q49. (改编题)现有一带负电的导体 A，另有一个不能拆分
19、的导体 B，且再也找不到其他的导体可以利用，你如何使导体 B 带上正电？导航学校物理选修 3-1 第 5 页第 2 课时 库仑定律教材分析本节内容的核心是库仑定律，它不仅是电磁学的基本定律，也是物理学的基本定律之一库仑定律阐述了带电体相互作用的规律，为整个电磁学奠定了基础库仑定律的表达式在形式上与万有引力定律表达式极为相似，可以对比万有引力定律研究库仑定律库仑力作用下的带电体平衡问题是本节的难点教学要求1. 通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少和电荷之间距离大小的关系2. 明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件，感悟科学研究中建立理想模型的重要意义3. 知道库
20、仑定律的文字表述及其公式表达，通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性4. 了解库仑扭秤实验教学过程探究实验导入展示库仑定律建立的历史背景 库仑定律的内容与表达式应类 比 法 的 作 用库 仑 实 验 用巩固练习新课导入1. 提问：自然界中的两种电荷及其相互作用规律2. 探究实验：电荷间的相互作用与哪些因素有关温故知新1. 电荷间存在作用力：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，电荷间的相互作用力是一对作用力和反作用力2. 理想化模型：在研究问题时为了对实际问题进行简化而先忽略一些无关因素或次要因素，只保留对问题起主要作用的因素进行研究的方法，如质点模型等新知梳理1. 静电力与点
21、电荷(1) 静电力：_间的相互作用力，也叫库仑力(2) 点电荷的特点带电体间的距离比它们自身的大小_；带电体的形状、大小及电荷分布对电荷间的_的影响可以忽略2. 库仑定律(1) 库仑扭秤实验原理：通过悬丝_来确定静电力大小控制变量法：探究电荷间作用力的大小跟距离的关系，保持电荷的电荷量不变，距离增大时，作用力_，距离减小时，作用力_探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系，保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时，作用力_，电荷量减小时，作用力_(2) 库仑定律内容：真空中两个_之间的相互作用力，与它们电荷量的_成正比，与它们距离的_成反比，作用力的方向在_上公式：库仑定律的公式_，式中 k 叫做
22、_， k 的数值为_(3) 静电力叠加原理导航学校物理选修 3-1 第 6 页对于两个以上的点电荷，两个电荷间的作用力不受其他电荷影响其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的_小试身手1. 关于点电荷的下列说法中正确的是( )A. 点电荷就是体积足够小的带电体 B. 点电荷是电荷量和体积都很小的带电体C. 体积大的带电体一定不是点电荷D. 当两个带电体的形状对它们间相互作用和影响可忽略不计时，这两个带电体可看做点电荷2. 对于库仑定律的理解正确的是( )A. 库仑定律适用于真空中的点电荷B. 当半径为 r 的两个带电小球相距为 r 时，可用库仑定律计算它
23、们之间的静电力C. 在干燥空气中的两个点电荷间的静电力可用库仑定律计算D. 任何条件下，两电荷间的静电力都可用库仑定律计算3. 在真空中，两个点荷所带电荷量分别为 q1和 q2且相隔一定的距离，若将 q2增加为原来的 2倍，再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半，则前后两种情况下，两点电荷间的静电力之比为A. 14 B. 18 C. 41 D. 81探究讨论有人根据 F k ，推出 r0 时(表示 r 趋近于 0)F.你认为正确吗？q1q2r2这种看法是错误的从数学角度分析是正确，但从物理意义上分析，当 r0 时两带电体的距离很小，就不能看做点电荷了，库仑定律也就不适用了.讲练课堂一、点电荷1.
24、 点电荷是只有电荷量，没有大小和形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，现实中并不存在2. 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的物理量，这样处理对结果又没有太大的影响，因此是物理学上经常采用的方法3. 一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定4. 不能将点电荷和元电荷相混如图所示，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架上，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，其电荷
25、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. F 引 G ， F 库 k B. F 引 G ， F 库 km2l2 Q2l2 m2l2 Q2l2C. F 引 G ， F 库 k D. F 引 G ， F 库 km2l2 Q2l2 m2l2 Q2l2点拨 均匀的导体带电球壳可以看成是质点，但不能看成是点电荷.反馈平台1. 下列哪些物体可看做点电荷( )A. 电子和质子在任何情况下都可看做点电荷B. 均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷C. 带电的细杆在一定条件下可视为点电荷D. 带电的金属球一定不能视为点电荷导航学校物理选修
26、3-1 第 7 页二、库仑力及库仑定律1. 库仑定律适用于真空中两静止点电荷间的相互作用与周围是否存在其他电荷没有关系，对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解2. 当多个点电荷同时存在时，每两个点电荷间的库仑力仍遵守库仑定律某一点电荷同时受到多个库仑力作用时，可利用力的平行四边形定则求出其合力3. 两个均匀带电体相距较远时可以视为点电荷， r 应指两球体的球心之间的距离4. 两点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律如图所示，等边三角形 ABC，边长为 l，在顶点 A、 B 处有等量异种点电荷 QA、 QB， QA Q， QB Q，求在顶点 C 处的点电荷 QC所受的静电力点拨 (1)静电
27、力合成与分解时遵守平行四边形法则(2)求静电力时要计算其大小还要确定力的方向反馈平台2. 如图所示，三个完全相同的金属小球 a、 b、 c 位于等边三角形的三个顶点， a 和 c 带正电， b 带负电， a 所带电荷量比 b 小已知 c 受到 a 和 b 的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是( )A. F1 B. F2 C. F3 D. F4两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为 17，相距为 r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )A. B. C. D. 47 37 97 167点拨 在电性未知的情况下注意分别讨论.反馈平台3. (改编题)如图所
28、示，半径相同的两个金属小球 A、 B，带有相等的电荷量，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为 F.今用第三个半径相同的不带电的金属小球 C 先后与 A、 B 两个球接触后移开，这时， A、 B 两个球之间的相互作用力大小是( )A. F B. F C. F D. F18 14 38 34三、库仑力作用下的平衡问题这类问题仍属力学范畴，只是带电体受的外力中多了一个库仑力而已解这类题的一般步骤为：(1) 明确研究对象；(2)将研究对象隔离开来，分析其所受全部外力；(3)根据平衡条件或牛顿第二定律列出方程；(4)解方程求结果解题方法：整体法、隔离法和相似三角形法等方法都适用如图所示，相距为 l
29、 的点电荷 A、 B 的带电荷量分为4 Q 和 Q，要放入第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求 C 电荷的电荷量和放置的位置点拨 处理此类题型应先分析各个电荷的受力方向，判断是否能平衡，从而找出大致位置最后利用平衡条件列方程求解得到具体位置反馈平台导航学校物理选修 3-1 第 8 页4. 如图所示，有三个点电荷 A、 B、 C 固定在同一直线上， B、 C 的距离为 A、 B 距离的 2 倍，每个点荷所受的静电力的合力均为零，因此可以判定，三个点电荷 A、 B、 C 所带电荷量之比q1 q2 q3为( )A. (9)4(36) B. 9436 C. (3)2(6)
30、D. 326误区警示在理解库仑定律时，相互作用的两点电荷之间的库仑力(静电力)的大小与某一点电荷所带电荷量无关，与二者所带电荷量的乘积成正比【例】 如图所示，质量分别为 M、 m，电荷量分别为 Q、 q 的两个带电小球，均处于平衡状态，且处在同一水平面上， ，则( )A. M m B. Q q C. M m D. Q q错解 BC 剖析 对每个小球受力分析如图所示，因两球所受库仑力为一对作用力和反作用力，大小相等，设为 F，其大小关系与其所带电荷无关，故无法确定 Q、 q 的大小关系，故 B、D 错误对两球应用平衡条件可得： Mg Fcot ， mg Fcot ，所以 1， M m，即 C 正
31、确 正解 CMm cot cot 同步测试【基础巩固 轻松过关】1. 对于库仑定律，下列说法正确的是( )A. 凡计算真空中两个静止的点电荷间的相互作用力，就可以使用公式 F kQ1Q2r2B. 两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C. 相互作用的两个点电荷，不论它们所带的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D. 当两个半径为 r 的带电金属球中心相距为 4r 时，它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量2. 有两个完全相同的金属小球 P 和 Q(它们的大小可忽略不计)，分别带电 q 和5 q.当它们在真空中相距一定距离时，彼此间作用力为 F，若用绝缘手柄移动这两个
32、小球将它们相接触后再放回原处，则它们之间的作用力变为( )A. F B. 0.8 F C. 4 F D. 5 F3. 两个点电荷 a、 b 所带的电荷量 qaqb ，在真空中相距为 r，现将检验电荷 q 放置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则检验电荷应放置在( )A. a、 b 为同种电荷时，在 a、 b 连线上靠近 b 的一侧B. a、 b 为同种电荷时，在 a、 b 连线上靠近 a 的一侧C. a、 b 为异种电荷时，在 a、 b 连线的延长线上靠近 a 的一侧D. a、 b 为异种电荷时，在 a、 b 连线的延长线上靠近 b 的一侧4. 半径为 R 的两个较大的金属球固定在绝缘桌面上，若
33、两球都带等量同种电荷 Q 时，相互之间的库仑力为 F1，若两球带等量异种电荷 Q 与 Q 时，相互作用的库仑力为 F2，则( )A. F1 F2 B. F1 F2 C. F1 F2 D. 无法确定5. (2010盐城检测)如图所示，两个带等量异种电荷的小球 A、 B，质量均为 2 g，各用 L5.1 cm 长的绝缘细线悬吊住，细线质量不计，小球可视为质点，悬点 OO相距 d4 cm.当平衡时，两球各偏离竖直方向 L1 cm，则每个小球的电荷为多少？( g 取 10 N/mg)导航学校物理选修 3-1 第 9 页【考题试练 锋芒初显】6. (改编题 )如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离
34、有两个带不等量异种电荷的小球 A、 B 从静止同时释放，则两个小球的加速度随时间变化的情况是( )A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先逐渐增大后逐渐减小 D. 先逐渐减小后逐渐增大7. (2010福州测试)下面各图中 A 球系在绝缘细线的下端， B 球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出， A 球能保持静止的是( )8. (2010苏州测试)如图所示，竖直绝缘墙壁上的 Q 处有一固定的点电荷 A，在 Q 上方的 P 点用丝线悬挂另一点电荷 B， A、 B 两点电荷因带同种电荷而相斥，致使悬线与竖直方向成 角由于电荷漏电使 A、 B 两点电荷的带电荷量逐渐减少，在电荷漏完之前
35、，悬线对 P 点的拉力大小变化情况是_9. (2010徐州测试)长为 L 两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑，装有 A、 B 两个带电小球，质量、电荷量分别为 m、3 q 和 3m、 q，管竖直时， A 球在底部， B 球恰在管中央；若将管倒置，两球平衡时， B 球对管底压力为_， A、 B 两球之间的距离为_10. 真空中光滑绝缘水平面上有两个点电荷 A、 B 带有同种电荷，相距为 L，质量分别为 m 和2m，它们由静止出发，开始时 B 的加速度为 a，经过一段时间后 A 的加速度也为 a，那么，这时两点电荷 AB 之间的距离为多大？导航学校物理选修 3-1 第 10 页第 1 课时 电荷及其守
36、恒定律答案【自我校对】1. (1)质子 中子 电子 (2)自由电子 正 离子 (3)金属离子 自由电子2. (1)自由电子 不再相等 (2)正电 负电 (3)摩擦起电 感应起电3. (1)导体 异种 同种 (2)自由电荷 (3)金属导体 4. (1)总量 (2)代数和5. (1)电荷的多少 库仑 (2)1.610 19 密立根 (3)整数 (4)电荷量 质量小试身手1. A 2. C 3. BCD例 1 解析 根据静电感应现象，带正电的导体 C 放在枕形导体附近，在 A 端出现了负电，在 B端出现了正电，这种带电方式并不是导体中有新的电荷，而是电荷的重新分布，金箔上带同种电荷相斥而张开，A 错
37、误用手触摸枕形导体后， B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样 B 端不再有电荷，金箔闭合，B 正确用手触摸导体时，只有 A 端带负电，将手和 C移走后，不再有静电感应， A 端所带负电便分布在枕形导体上， A、 B 端均带有负电，两对金箔均张开，C 正确由以上分析可知 D 也正确答案 BCD例二解析 当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配，由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量：Q A Q B C1.610 9 C.QA QB2 6.410 9 3.210 92在接触过程中，电子由 B 球转移到 A 球，不仅将自身电荷中和，
38、且继续转移，使 B 球带 Q B的正电，这样，共转移的电子电荷量为 Q Q2 Q B(3.210 9 1.610 9 )C4.810 9 C.转移的电子数 n 个3.010 10个 Qe 4.810 91.610 19答案 电子由 B 球转移到 A 球 转移了 3.01010个电子例三解析 (1)若 A、 B 两球同种电荷，设电荷量为 q，当 C 球先与 A 球接触，电荷量平均分配，各带电荷量为 .当 C 球再与 B 球接触，两球电荷量之和平均分配，各带电荷量为 q，所以 A(2)若q2 34A、 B 两球带异种电荷，设 A 为 q， B 为 q，则当 C 球先与 A 球接触，电荷平均分配，其
39、结果是A、 C 各带 的电荷量；当 C 球再与 B 球接触， B 上先有 的净电荷中和剩余的 净电荷再与 C 球平q2 q2 q2均分配，各带 q 的电荷量，所以 A、 B 两球电荷量之比为 2.14 qAqB12q14qB 两球所带电荷量之比为 .qAqB12q34q 23答案 (1)23 (2)21反馈平台1. A 解析 金属箔片开始时带正电，带电棒靠近验电器时，金箔先闭合后张开，说明金箔所带正电荷被中和，说明带电棒带负电而使金箔又会张开说明负电荷电荷量大于原来正电荷由此判断带电棒带负电2. BCD 解析 若两球带等量异种电荷，接触后就完全中和了，无剩余净电荷，两球最后都不导航学校物理选修
40、 3-1 第 11 页带电，相互之间不会有排斥作用，选项 A 错误；其他三种情况下，两小球接触后都会有净电荷剩余，最后两球将带等量的同种电荷而互相排斥所以选项 B、C、D 均正确3. B 解析 不管是何种起电方式都遵守电荷守恒定律，其本质都是电荷的转移电荷既不会被创造，也不会消失两个导体接触后，在导体中发生转移并重新分布，正、负电荷并没有消失同步测评1. AC 解析 电荷是不能被创造的，摩擦起电的实质是电子转移的过程，摩擦起电时电子从对电子束缚力弱的物体向束缚力强的物体转移，所以并不是将其他物质变成了电荷，A 正确，B 错误根据电荷守恒定律，两个原来不带电的物体通过摩擦后，必将分别带有等量异种
41、电荷，C 正确，D 错误2. BC 解析 当两球相互吸引时，两球可能带异种电荷，也可能一个带电，另一个不带电；当两球相互排斥时，两球必带同种电荷3. B 解析 由于电介质极化，任何带电体都可吸引轻小物体，因此不能认为只有异种电荷才存在吸引力，所以 A 可以不带电，也可以带正电，接触后， A 可能带负电，也可能带正电4. ACD 解析 带电小棒靠近甲球时，由于感应起电，甲乙两球外侧将出现异种电荷，先把甲乙两球分开再移走小棒，甲乙两球也就带上了等量异种电荷故 A 正确，B 错误若让甲球瞬间触地则甲乙两球上感应出的与小棒所带的同种电荷将导入大地，甲乙出现净电荷移走小棒，甲乙平分净电荷，C 正确；若使
42、小棒与甲球接触，则会使甲乙两球接触带电，D 正确.5. C 解析 被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，所以靠近验电器后，验电器的金属小球 a 带正电，金属箔片 b 带负电手接触一下金属杆 c，则验电器金属箔片 b 上积累的负电荷被人体导到大地上，而小球 a 由于橡胶棒负电荷的吸引还聚集着正电荷，手移开后因负电荷被导走，只留下受吸引而聚集的正电荷，橡胶棒移开后，整个验电器由于缺少负电荷而显正电性，所以 a、 b 均带正电，选项C 正确6. B 解析 根据带电体的性质和正、负电荷间的相互作用，即可得出7. 负 负解析 在此感应起电过程中，与带电体靠近的一端是导体 AB，与带电体远离的一端是大地，故导体 A
43、B 带负电8. 解析 用第 3 个完全相同小球先与 A 接触后，再让 A 与 B 接触后分开即可9. 解析 其实人体就是一块很好的导体，只要把 A 靠近 B，用手摸一下 B 再拿开手，通过静电感应 B 就带上了正电荷导航学校物理选修 3-1 第 12 页第 3 课时 电场强度教材分析教材从电荷在电场中受力入手、引入了电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量本节主要由“电场” “电场强度” “点电荷的电场、电场强度的叠加” “电场线” “匀强电场”几部分内容组成对电场强度的理解是个重点也是个难点，教学中可以提出电场的物质性，但不必过分强调，只要求学生通过电场对电荷的作用来检验其存在，了解电场
44、是物质存在的形式之一，知道电场具有确定性质，它对位于电场中的电荷有力的作用对电场强度的理解需要明确的还有：它不依赖于电场中的是否有检验电荷，也不依赖于检验电荷的性质用电场线形象描述电场的强弱和方向也是本节的重点内容教学要求1. 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的知道场与实物是物质存在的两种不同形式2. 体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位和方向3. 能推导点电荷的电场强度公式，并能进行有关的计算知道电场强度的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算4. 知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向教学过程以物理学史是否存在“超距作用”的讨论切入法拉第的观点：
45、电场电场强度点电荷电场及电场强度的叠加电场的形象描述：电场线巩固练习新课导入介绍物理学史：在万有引力定律发现之后，引力作用靠什么传递这一问题就一直困扰着人们牛顿时代的人认为，引力作用和电荷相互作用可以不需要任何中介，也不需要时间，就能够由一个物体传递到另一个物体，这就是所谓“超距作用”的观点19 世纪 30 年代，法拉第在大量实验的基础上，提出了“近距作用”的观点他认为，电荷周围存在着由它产生的电场(electric-field)，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的电荷间的相互作用是靠电场产生的本节我们来学习电场的有关知识温故知新1.库仑定律表达式： F k . 2.万有引力定
46、律表达式： F G . 3.万有引力是通过引力场产生q1q2r2 m1m2r2的新知梳理1. 电场的产生电荷的周围存在一种特殊物质即_，带电体间的相互作用是通过周围的_发生的，静电场是由_的电荷产生的2. 实验与探究同一电荷在电场中不同点所受作用力的大小与方向(1) 相关概念试探电荷：电荷量很小，不影响原电场的分布、大小，自身大小不计易于研究不同点的电场情况，它是用来检验_及其_，亦称检验电荷场源电荷：被检验的电场是带电体 A 所激发的，把带电体 A 称为_，或称源电荷(2)实验表明：试探电荷在电场中某个位置所受的静电力 F，与试探电荷的电荷量 q_，数学表达式为_，其中 E 为_，与试探电荷无关3. 电场强度场强(1) 物理意义：描述电场的_和_(2)定义方法：放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的_，定义式为_(3)单位：牛/库，符号_(4)矢标性：电场强度是_量物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与 _导航学校物理选修 3-1 第 13 页4. 点电荷的电场(1) 大小：点电荷周围某点电场强度大小的计算式为_ (2)方向：以 Q 为中心作一球面，当 Q 为正电荷时，E 的方向_，当 Q 为负电荷时，E 的方向_5. 电场的叠加在同一空间，如果有几个静止的
