2013届桃州中学高三物理导学案
第一章 静电场
【课 题】§1.1 电荷及其守恒定律、库仑定律
【学习目标】
1、理解点电荷、元电荷的概念
2、掌握库仑定律及其适用范围和简单应用
【知识要点】
1.物质的电结构:构成物质的原子本身包括: 的质子和 的中子构成 ,核外有带 的电子,整个原子对外 表现为 .
2.元电荷:最小的电荷量,其值为e= .其他带电体的电荷量皆为元电荷的 .
3.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 到另一个物体,或者从物体的一部分 到另一部分;在转移过程中,电荷的总量 .
(2)起电方式: 、 、感应起电.
(3)带电实质:物体带电的实质是 .
4.点电荷:是一种理想化的物理模型,当带电体本身的
和 对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.
5.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 ,与它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的 上.
(2)公式:F=k,其中比例系数k叫做静电力常量,
k=9.0×109 N·m2/C2.
(3)适用条件:① ;② .
6.三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.
【典型例题】
【例题1】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,正确的是 ( )
【例题2】(2009·江苏高考)两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为 ( )
A.F B.F C.F D.12F
【例题3】(2009·浙江理综)如图4所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧的长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为 ( )
A.l+ B.l-
C.l- D.l-
【例题4】如图5所示,竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管,细管截面半径远小于半径R,在中心处固定一带电荷量为+Q的点电荷.质量为m、带电荷量为+q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动,当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力,求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大?
【反馈训练】
1. 一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好,管内部有两个完全一样的弹性金属小球A和B(如图7),分别带电荷量+9Q和-Q.两球从图中位置由静止释放,问两球再次经过图中位置时,A球的瞬时加速度为释放时的几倍?
2. 如图5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,问:C应带什么性质的电?应放于何处?所带电荷量为多少?
【能力训练】
1(2012江苏卷).真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r则A、B两点的电场强度大小之比为
A.3:1 B.1:3
C.9:1 D.1:9
2(2012上海卷).A、B、C三点在同一直线上,AB:BC=1:2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为( )
(A)-F/2 (B)F/2
(C)-F (D)F
3.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电荷量相等的电荷量
C.元电荷就是质子
D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
4.下面关于点电荷的说法正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才可看做点电荷
B.只有做平动的带电体才可看做点电荷
C.只有带电荷量很少的带电体才可看做点电荷
D.点电荷所带电荷量可多可少
5.关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体
B.根据F=k,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大
C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律
6.下面各图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( )
7.M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电1.6×10-10 C,下列判断正确的有( )
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电1.6×10-10 C
D.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子
8.两个半径为R的带电导体球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )
A.F=k B.F>k
C.F
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