「精品」高中物理第一章电场1.2探究静电力知识导学案粤教版选修3_1
高中物理第1章电场第1节认识静电学案粤教版选修3_1
第一节认识静电[学习目标] 1.知道物体起电的三种方式．理解其微观解释．(重点) 2.熟记电荷守恒定律． 3.记住元电荷的概念． 4.能用原子结构和电荷守恒定律分析问题．(难点)一、起电方法的实验探究1．两种电荷的性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．物体带电的三种方法：摩擦起电、感应起电、接触起电．二、电荷守恒定律1．电荷量(1)电荷量：物体所带电荷的多少叫做电荷量．(2)电荷量的单位：库仑，简称库，符号C．(3)中和：等量的异种电荷完全抵消的现象．(4)元电荷：任何带电体的电荷量都是e＝1.60×10－19C的整数倍．因此，电荷量e被称为元电荷．2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分．在转移的过程中，电荷的代数和不变．(2)适用范围：电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立，而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律．1．正误判断(1)不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移．(√)(2)两个互相摩擦的物体一定是同时带上种类不同的电荷，且电荷量相等．(√)(3)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灭．(×)(4)任何带电体的电荷量都是e的整数倍．(√)2．公元1世纪，东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”．顿牟即琥珀(也有玳瑁的甲壳之说)，芥指芥菜子，统喻干草、纸等的微小屑末．这个词的意思就是经过摩擦的琥珀能吸引干草、纸等轻小的物体．下列关于这个现象的解释正确的是( ) A．经过摩擦的琥珀有了磁性B．经过摩擦的琥珀带了电C．琥珀与干草带异种电荷D ．琥珀与干草带同种电荷B [摩擦可以使物体带电，经过摩擦的琥珀带了电，能吸引干草、纸等轻小的物体，故B 正确，A 错误．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．带电体都有吸引轻小物体的性质，干草不一定带电．故C 、D 错误．]3．(多选)下列关于电荷量和元电荷的说法正确的是( )A ．物体所带的电荷量可以是任意实数B ．物体带正电荷1.6×10－9C ，是因为失去了1.0×1010个电子C ．物体带电量的最小值是1.6×10－19 C D ．以上说法都不正确BC [元电荷的数值为e ＝1.6×10－19 C ，任何带电体的电荷量都是e 的整数倍，所以物体带的电荷量不能是连续的数值，更不能是任意的，所以B 、C 正确．](1)摩擦起电时电荷转移的规律．①摩擦起电时，原子核中的质子不能脱离原子核而移动，即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷，转移的只是负电荷，即电子．②电中性的两个绝缘体相互摩擦，带正电的物体一定是失去了电子，带负电的物体一定是获得了电子．(2)感应起电的分布规律．①近异远同：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远离带电体的一端感应出与带电体电性相同的电荷．②等量异性：用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时，会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷．(3)接触起电时电子转移的规律．①带负电的物体与不带电的中性物体接触，电子由带负电的物体转移到中性物体上．②带正电的物体与不带电的中性物体接触，电子由中性物体转移到带正电的物体上．③带正电的物体与带负电的物体接触，电子由带负电的物体转移到带正电的物体上．【例1】(多选)如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起初它们不带电，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( )A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移走C，A、B上的金属箔片仍张开C．把C移近导体A，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，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AB[虽然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，使得A端积累了负电荷，B端带正电荷，其下部贴有的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷，所以金属箔片都张开，A正确．C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，A、B所带电荷量也不变，金属箔片仍张开，B正确．但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以箔片都不会张开，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上的感应电荷会完全中和，金属箔片都不会张开，D错．故选A、B.]感应起电成功的关键是导体先分开为两物体，然后移去带电体，具备以下两个特点：(1)近异远同；(2)等量异性．训练角度1.起电的实质1．(多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是( )A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电BD[摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电．若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．使物体带电并不是创造出电荷．]训练角度2.感应起电2．如图，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a 、b 两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是( )A ．闭合开关S 1，有电子从枕形导体流向大地B ．闭合开关S 2，有电子从枕形导体流向大地C ．闭合开关S 1，有电子从大地流向枕形导体D ．闭合开关S 2，没有电子通过开关S 2C [在S 1、S 2都闭合前，对枕形导体，它的电荷是守恒的，a 、b 出现负、正电荷等量，当闭合开关S 1、S 2中的任何一个以后，便把大地与导体连通，使大地也参与了电荷转移，因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒，由于静电感应，a 端仍为负电荷，大地远处应感应出正电荷，因此无论闭合开关S 1还是开关S 2，都应有电子从大地流向导体，故C 选项正确．](1)电中性的物体是有电荷存在的，只是正、负电荷的代数和为零，对外不显电性．(2)电荷的中和是指等量正、负电荷完全抵消的过程，但正、负电荷本身依然存在，并没有消失．2．物体带电的实质不论哪一种带电方式都没有创造电荷，也没有消灭电荷．本质都是电子发生了转移．3．完全相同的金属球接触带电时电荷量的分配情况(1)用带电荷量是Q 的金属球与不带电的金属球接触后，两小球均带Q 2的电荷量，电性与原带电金属球电性相同．(2)若两金属球带同种电荷Q 1、Q 2，接触后每个金属球所带的电荷量均为总电荷量的一半，即Q 1′＝Q 2′＝Q 1＋Q 22，电性与两金属球原来所带电荷的电性相同．(3)若两金属球带异种电荷Q 1、－Q 2，接触后先中和等量的异种电荷，剩余的电荷量平均分配即Q 1″＝Q 2″＝|Q 1－Q 2|2，电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相同． 【例2】 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Q A ＝6.4×10－9C ，Q B ＝－3.2×10－9C ，让两绝缘金属小球接触．在接触后，A 、B 带电荷量各是多少？此过程中电子发生了怎样的转移，转移了多少电荷量？[解析] 接触后两小球带电量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9C ，在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身净电荷中和，且继续转移，使B 球带Q B ′的正电荷．这样，共转移的电子电荷量为：ΔQ ＝Q B －Q B ′＝(－3.2×10－9－1.6×10－9)C ＝－4.8×10－9C[答案] 均为1.6×10－9C 电子由B 球转移到了A 球，转移了4.8×10－9 C[一题多变] 例2中，若小球B 也带正电，即Q B ＝3.2×10－9 C ，其他条件不变，则两球接触后，各带多少电荷？此过程中电子发生了怎样的转移？转移了多少电荷量？[解析] 两球接触后，带电量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9 C ＋3.2×10－9 C 2＝4.8×10－9 C.在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，转移的电子电荷量为ΔQ ＝Q B －Q B ′＝－1.6×10－9C .[答案] 均为4.8×10－9 C 电子由B 球转移到了A 球，转移了1.6×10－9C电荷量分配原则的两点注意(1)电荷均分的前提条件是两导体完全相同．(2)不同的导体接触后再分开，每个导体上所带电荷量不满足平均分配规律．到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越大，张开的角度也越大．2．带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开．3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )B [把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子被排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷．故选项B 正确．]1．(多选)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1 C电量C．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍CD[元电荷是最小带电量，大小为e＝1.6×10－19C，跟电子或质子所带电荷量相等，不是电荷种类，任何带电体的电荷量都为元电荷的整数倍，故C、D正确．] 2．(多选)一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明( )A．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．该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律CD[绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球上的电荷量减小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷总量保持不变，因此C、D选项均正确．]3．如图所示，小球A带正电，当带负电的小球B靠近A时，A带的( )A．正电荷增加B．负电荷增加C．正、负电荷均增加D．电荷量不变D[当带负电的小球B靠近小球A时，两小球之间无接触，由电荷守恒定律可知，A带的电荷量不变，只是电荷重新在小球表面上发生了分布(电荷重新分布是由电荷之间相互作用力产生的)．]4．如图所示，将带正电的金属小球接触原来不带电的验电器A端之后拿走．下列关于验电器的带电情况正确的是( )A ．A 端带正电，B 端带正电B ．A 端带负电，B 端带负电C ．A 端带负电，B 端带正电D ．A 端带正电，B 端带负电A [用带正电的小球去接触验电器的金属球，验电器中的电子将被吸附到带电小球上去，故带上正电，AB 两端电性相同，故选A .]5．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有3×10－3C 的正电荷，小球B 带有－2×10－3 C 的负电荷，小球C 不带电．先将小球C 与小球A 接触后分开，再将小球B 与小球C 接触后分开，试求这时三个小球的带电荷量分别为多少？[解析] 小球C 与小球A 接触后分开带电量为 Q ′A ＝Q C ＝Q A 2＝1.5×10－3 C. 小球B 与小球C 接触后分开带电量为Q ′B ＝Q ′C ＝Q B ＋Q C 2＝（－2＋1.5）×10－32C ＝－2.5×10－4 C [答案] 1.5×10－3 C －2.5×10－4 C －2.5×10－4 C。
高中物理 1.2探究静电力课件 粤教版选修3-1
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解析：本题考查点电荷这一理想模型．能否把一个带 电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的 体积大小和形状．能否把一个带电体看做点电荷，不 能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定．若 它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电 荷． 答案：C
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变式 训练
1．关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是(A) A．点电荷是一种理想化的物理模型 B．点电荷所带电荷量不一定是元电荷电荷量的整 数倍 C．点电荷所带电荷量一定很小 D．点电荷、元电荷是同一种物理模型
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解析：A.点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，点是没有大小的， 而实际物体总有大小，故点电荷是理想模型，故A正确； B．元电荷是电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能 不能忽略，物体的带电量一定是元电荷的整数倍，故B错误； C．点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点， 不是看物体的绝对大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不 能忽略不计，故C错误； D．点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小 值，故点电荷、元电荷、不是同一种物理模型，故D错误．
第一章 电场
第二节 探究静电力
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知识解惑
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知识点一 对点电荷的理解
1．点电荷是理想化的物理模型． 点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型， 类似于力学中的质点，实际中并不存在． 2．带电体看成点电荷的条件． (1)一个带电体能否被看成点电荷，要看它本身的线度 是否比它们之间的距离小得多．即使是比较大的带电 体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电 荷．
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知识点二 库仑定律
高中物理第一章电场第一节认识静电学案粤教版选修3_1
第一节 认识静电的电荷量．1．两种电荷自然界中的电荷有____种，即________和________．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是________；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是________．同种电荷相斥，异种电荷相吸．2．电荷量物体所带电荷一般是不同的，电荷的多少叫________，正电荷的电荷量用______来表示，负电荷的电荷量用______来表示．等量的异种电荷完全抵消的现象叫做______．3．元电荷电子和质子带有__________电荷，其电荷量为e ＝________．因所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍，所以将电荷量e 称为________．预习交流1一个带电小球所带电荷量为q ，则q 可能是（ ）．A ．3×10－19 CB ．1.6×10－17CC ．0.8×10－19 CD ．9×10－19 C4．起电使物体起电的方式有________、__________、__________等．物体起电的实质是______电子或______电子．5．电荷守恒定律电荷既不能______，也不能______，它们只能从一个物体______到另一个物体，或从物体的一部分______到另一部分．预习交流2有同学认为用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，因此玻璃棒没有负电荷，他的观点正确吗？你是怎样认识这个问题的？答案：1．两 正电荷 负电荷 正电荷 负电荷2．电荷量 正数 负数 中和3．等量异种 1.6×10－19 C 元电荷预习交流1：B 解析：由于所有带电体的电荷量等于e 或者是e 的整数倍，而e ＝1.6×10－19 C ，可知B 正确．4．摩擦起电 感应起电 接触起电 得到 失去5．创造消失 转移转移预习交流2：答案：不正确．在丝绸和玻璃棒摩擦过程中，玻璃棒中的一部分负电荷转移到了丝绸上，从而使得玻璃棒上的正电荷多于负电荷．从而使玻璃棒显示正电，所以该同学的认识是错误的．一、三种起电方式怎样使物体带上静电？起电的方法有哪些？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 端靠近一带正电导体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，两对金箔均闭合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二、电荷守恒定律前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失．那么，在一个封闭的系统中，电荷能随便增多或减少吗？1．目前普遍认为，质子和中子都是由称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成．u 夸克带电荷量为23e ，d 夸克带电荷量为－13e ，e 为元电荷，下列判断正确的是（ ）． A ．质子是由一个u 夸克和一个d 夸克组成，中子是由一个u 夸克和两个d 夸克组成B ．质子是由两个u 夸克和一个d 夸克组成，中子是由一个u 夸克和两个d 夸克组成C ．质子是由一个u 夸克和一个d 夸克组成，中子是由两个u 夸克和两个d 夸克组成D ．质子是由两个u 夸克和一个d 夸克组成，中子是由两个u 夸克和两个d 夸克组成2．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Q A ＝6.4×10－9 C ，Q B＝－3.2×10－9 C ，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？1．在一定条件下，电荷是可以产生和湮没的，但电荷的代数和不变．2．导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．形状、大小完全相同的导体接触时，电荷量平均分配；形状、大小不相同的导体接触时电荷量不能平均分配．3．用完全相同的导体接触带电时电荷量的分配情况：（1）用带电荷量是Q 的金属球与不带电的金属球接触后，两小球均带Q 2的电荷量，电性与原带电金属球电性相同．（2）用带电荷量Q 1与带电荷量Q 2的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半，即Q 1＋Q 22，电性与两球原来所带电荷的电性相同．若两球带异种电荷，接触后先中和等量的异种电荷，剩余电荷量平均分配，电性与接触前带电荷量大的球的电性相同．1．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 ．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电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2．有关物体带电的下列说法，其中正确的是（ ）．A ．若物体带正电，则说明该带电体内只存在质子B ．若物体带负电，则说明该带电体内只存在电子C ．若物体不带电，则说明该带电体内不存在质子和电子D ．若物体带负电，则带电体内既存在质子又存在电子，且电子数比质子数多3．关于电荷量，下列说法错误的是（ ）．A ．物体的带电荷量可以是任意值B ．物体的带电荷量只能是某些值C ．物体的带电荷量最小值为1.6×10－19 CD ．一个物体带1.6×10－9 C 的正电荷，这是它失去了1.0×1010个电子的缘故4．如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN 在其下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端，可能看到的现象是（ ）．A．只有M端验电箔张开B．只有N端验电箔张开C．两端的验电箔都张开D．两端的验电箔都不张开5．10－7 C的负电荷含有多少个电子？答案：活动与探究1：答案：摩擦起电，接触起电，还有感应起电．迁移与应用1：BD 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，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布，金箔上带同种电荷相斥而张开．选项A错误．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，选项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．选项C错误．由以上分析看出选项D也正确．活动与探究2：答案：不能．迁移与应用2：1．B 解析：根据质子的带电荷量为e，所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，212=33e e e⨯-；中子不显电性，所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成，212=033e e-⨯．故选项B正确．2．答案：见解析解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先与正电荷中和，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′＝（Q A＋Q B）/2＝996.410 3.2102--⨯-⨯C＝1.6×10－9 C．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，且继续转移，使B球带Q B′的正电．当堂检测1．B 解析：电荷是不能创造的，摩擦起电实质是电子转移的过程，但摩擦起电时电子应从对电子束缚力弱的物体转移到束缚力强的物体上，所以玻璃棒并不是和什么物体摩擦都带正电．带等量异种电荷的两个物体接触后，电荷会消失，这种现象叫中和．一对正、负电子转化为光子，才是湮灭．故只有B 正确．2．D 解析：物体内总是同时存在质子和电子，物体对外显示带电，实质是其内部电子数与质子数不相等．即使物体对外不显示带电，其内部也存在电子和质子，只是电子数和质子数相等．3．A 解析：电荷量的最小值为元电荷，即1.6×10－19 C ，物体实际带电荷量只能是元电荷的整数倍．一个物体失去1.0×1010个电子，则其带正电荷量为1.0×1010×1.6×10－19 C＝1.6×10－9 C ，故B 、C 、D 的说法都对，所以错误的说法为A ．4．C 解析：当带负电A 球靠近M 端时，由于静电感应，在M 端有正电荷，负电荷移动到N 端，而且M 、N 两端电荷量相等，所以两端验电器箔片都张开．5．答案：6.25×1011解析：因为1e ＝1.6×10－19 C所以n ＝Q e ＝10－71.6×10－19＝6.25×1011．。
粤教版高中物理选修3-1第一章电场导学案
1.1 认识静电1．自然界中只存在两种电荷：______电荷和______电荷．用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒带______电荷；用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带______电荷．2．电荷间的作用规律是：同种电荷相互______，异种电荷相互______．3．____________称为起电，我们学过的起电方式有_______4．物体所带电荷的多少叫__________．在国际单位制中，它的单位是__________，用__________表示．5．正电荷的电荷量用__________数表示，负电荷的电荷量用__________数来表示．等量异种电荷完全抵消的现象叫做__________．6．质子和电子带有等量而异种的电荷，其电荷量为______库仑，用______表示，任何带电体的电荷量都是e的________倍．因此电荷量e被称为________．7．电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体________到另一个物体，或者从物体的一部分________到另一部分．在转移的过程中，电荷的________不变．一、起电方法的实验探究图1[问题情境]如图1所示，古人发现摩擦过的琥珀能够吸引轻小的物体，16世纪英王御医吉尔伯特在研究这类现象时创造了“电”这一词，即“电荷”．1．你见过哪些静电现象？2．何为电荷？电荷来自哪里？3．自然界中有几种电荷？怎样使物体带电？[要点提炼]1．两种电荷：自然界中只存在两种电荷．(1)正电荷：用________摩擦过的________所带的电荷叫做正电荷．(2)负电荷：用________摩擦过的________所带的电荷叫做负电荷．2．电荷间的相互作用规律：______电荷相互排斥，________电荷相互吸引．3．起电的方式：常见的起电方式有：__________、__________、__________.[问题延伸]1．接触起电：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果______另一个导体，电荷会______到这个导体上，使这个导体也带电，这种方式称为接触起电．2．感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电．感应起电有严格的操作步骤，如图2甲、乙所示．图2(1)使带电体C(如带正电)靠近相互接触的两导体A、B.(2)保持C不动，用绝缘工具分开A、B.(3)移走C，则A带负电，B带正电．温馨提示如果先移走C，再分开A、B，那么原来A、B上感应出的异种电荷会立即中和，不会使A、B带电．二、电荷守恒定律[问题情境]1.验电器的用途是什么？2．什么是中和？中和能否理解为“消失”？3．物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？电荷是通过摩擦创造的吗？[要点提炼]1．电荷量：________叫电荷量，其国际单位是________，简称__________，用符号______表示．2．元电荷：是电子所带的________，用e表示，e＝__________C．这是科学实验发现的最小电荷量．所有带电体的电荷量都是e的________．3．电荷守恒定律：电荷既________，也__________，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分．在转移的过程中，电荷的________保持不变．[问题延伸]1．感应起电的原理：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互________或________，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带________电荷，远离的一端带______电荷，这种现象叫做静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电．2．常见的起电方式有摩擦起电、感应起电和接触起电，三种起电方式的实质都是____________．3．电荷守恒定律中的“代数和”等于__________．4．接触起电中电荷是如何分配的？________________________________________ ____________________________________________________________________例1如图3所示，挂在绝缘细线下的轻质小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以()图3A．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．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球只有一个带电变式训练1A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则()A．B、C都带负电B．B球带负电，C球带正电C．B、C两球中必有一个带负电，另一个不带电D．B、C两球均不带电例2如图4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()图4A．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、C中两对金箔都分别带异种电荷变式训练2如图5所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B 两个完全相同的枕形导体不带电．试问：图5(1)如何使A、B都带等量正电？(2)如何使A、B都带等量负电？(3)如何使A带负电B带等量的正电？例3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6.4×10－9 C和－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？变式训练3有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C 不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A＝________ C，q B＝________ C，q C＝________ C.【即学即练】1．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．元电荷就是质子C．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D．元电荷就是自由电荷的简称2．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是()A．摩擦起电说明电荷可以被创造B．摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上C．感应起电是由于电荷从带电物体转移到另一个物体上D．感应起电是电荷在同一物体上的转移3．如图6所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是()图6A．枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B．枕形导体中电子向A端移动，正电荷不移动C．枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D．枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动4．带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的()A．2.4×10－19 CB．－6.4×10－19 CC．－1.6×10－18 CD．4.0×10－17 C1.2 探究静电力一、点电荷1．点电荷：本身的________比起它到其他带电体的距离__________的带电体和力学中的________模型一样，是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型．2．理想模型方法：是物理学常用的研究方法．当________受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住________因素，忽略__________因素，将其抽象为理想模型．二、库仑定律1．(1)探究电荷相互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________．(2)探究电荷间相互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：在真空中两个点电荷之间的作用力跟它们电荷量的乘积成________，跟它们间的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的________，同种电荷相互______，异种电荷相互______．其表达式F＝________，式中k叫做静电力常量，k的数值是__________．3．静电力：______间的相互作用力，也叫______．一、点电荷[问题情境]1．点电荷是不是指带电荷量很小的带电体？是不是体积很小的带电体都可看做点电荷？2．点电荷与元点荷一样吗？3．什么叫理想模型方法？我们学过哪些理想化物理模型？要点提练 1.点电荷是只有电荷量，没有________和________的理想化模型．2．带电体看成点电荷的条件：当带电体间的______比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷．二、库仑定律[问题情境] 将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起(图甲)．用毛织品分别摩擦两个气球相接触的部分(图乙)．放开气球后，你观察到什么现象？你能解释这个现象吗？你能得到气球间相互作用的规律与哪些因素有关吗？图11．通过课本实验我们得到了怎样的结论？2．实验中采用了什么方法？3．什么是库仑力？其大小如何确定？方向又如何确定？4．库仑定律及表达式与哪个定律相似？[要点提炼]1．库仑定律：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的____________成正比，跟它们间的________的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．库仑定律的适用条件是：(1)__________；(2)__________．3．库仑定律的公式为F＝____________.[问题延伸]有人根据F= kq 1q 2r 2推出当r →0时，F →∞，正确吗？例1 两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝k q 1q 2(3R )2B ．F ＞k q 1q 2(3R )2C ．F ＜k q 1q 2(3R )2D ．无法确定变式训练1 下列关于点电荷的说法正确的是( )A ．点电荷可以是带电荷量很多的带电体B ．带电体体积很大时不能看成点电荷C ．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C D ．一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定例2 有三个完全一样的球A 、B 、C ，A 球带电荷量为7Q ，B 球带电荷量为－Q ，C 球不带电，将A 、B 两球固定，然后让C 球先跟A 球接触，再跟B 球接触，最后移去C 球，则A 、B 两球间的作用力变为原来的多少？变式训练2 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r2，则两球间库仑力的大小为( )A .112F B .34F C .43F D ．12F例3 两个正电荷q 1和q 2的电荷量都是3 C ，静止于真空中的A 、B 两点，相距r ＝2 m .(1)在它们的连线AB 的中点O 放入正电荷Q ，求Q 受的静电力．(2)在它们连线上A 点左侧P 点，AP ＝1 m ，放置负电荷q 3，q 3＝－1 C ，求q 3所受的静电力．变式训练3 如图2所示，两个点电荷，电荷量分别为q 1＝4×10－9 C 和q 2＝－9×10－9 C ，两者固定于相距20 cm 的a 、b 两点上，有一个点电荷q 放在a 、b 所在直线上且静止不动，该点电荷所处的位置是( )图2A ．距a 点外侧40 cm 处B ．距a 点内侧8 cm 处C ．距b 点外侧20 cm 处D ．无法确定【即学即练】1．下列关于点电荷的说法中，正确的是( ) A ．体积大的带电体一定不是点电荷 B ．当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷C ．点电荷就是体积足够小的电荷D ．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 2．关于库仑定律，以下说法中正确的是( ) A ．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体B ．库仑定律是实验定律C ．库仑定律仅适用于静止电荷间的相互作用D ．根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大 3．相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F ，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为( )A .F2B ．4FC ．2FD .F 44．如图3所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为( )图3 A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6)D．3∶2∶61.3 电场强度1一、电场1．电场是电荷周围存在的一种特殊__________，它的基本性质是对放入其中的________有作用力．2．静电场是指____________的电荷周围存在的电场．二、电场的描述1．放入电场中探测电场性质的电荷称为__________．它的电荷量应足够________，线度应足够______．2．不同的试探电荷在电场中的同一点上受到的电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是__________的，我们可以用这一比值表示电场的强弱，该比值称为________，简称______．用字母______表示．3．电场强度的定义式为E＝________，国际单位制中它的单位是__________，电场强度是__________量，其方向与________在该点受到的电场力的方向相同．4．如果电场中各点的场强大小和方向都相同，这种电场叫做____________．5．点电荷Q在距它r处的P点所产生的电场强度E＝__________.6．如果在空间同时存在着多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的__________，这叫做电场的叠加原理．三、怎样“看见”电场1．在电场中画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向和该处的__________方向一致，这样的曲线叫电场线．2．电场线的疏密程度反映了电场的________，匀强电场的电场线是______________直线．一、电场图1[问题情境]天体之间没有直接接触，就有引力作用，如图1所示，这种作用是通过引力场传递的，电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来实现的．1．你知道哪里有电场吗？2.电场具有怎样的特征呢？[要点提炼]电场是存在于电荷周围的一种特殊物质．电荷间的相互作用是通过电场发生的．二、电场的描述[问题情境]1.什么是试探电荷？其作用是什么？为什么它的带电荷量和体积都要小？2．如何描述电场中各点的电场强弱？3．电场强度采用了怎样的定义方式？我们以前有没有用到过？4．什么样的电场称为匀强电场？5．在点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？6．什么是电场的叠加原理？它遵循什么原则？[要点提炼]1．电场强度：描述电场的强弱和方向的物理量，是____量，其大小由E＝Fq来计算，其方向与__________电荷的受力方向相同．2．匀强电场：各点的场强________和__________都相同的电场．3．点电荷的场强公式：E＝________，Q为真空中的点电荷的电荷量，r为该点到点电荷Q的距离．4．电场的叠加原理：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的______．场强叠加的本质是矢量叠加，所以叠加时遵循________________________________________．[问题延伸]1．根据公式E＝Fq可以得出E与F成正比或E 与q成反比的结论吗？2．公式E＝Fq与E＝kQr2有何区别？三、怎样“看见”电场[问题情境]1.电场线是如何表示电场方向的？2．电场线能不能相交？3．电场线是如何表示电场强弱的？[要点提炼]1．在电场中画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都和该点的__________方向一致，这样的曲线叫做电场线．电场线的疏密程度反映了电场的________．2．电场线从______电荷或无穷远出发，终止于无穷远或________电荷，电场线不相交．3．几种常见电场的电场线画法[问题延伸]1．电场线是不是电荷的运动轨迹？试分析在具备什么条件时带电粒子的运动轨迹可以和电场线重合？2．匀强电场的电场线有何特点？例1如图2所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则B处场强是多大？如果换用一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B 处场强多大？图2变式训练1在真空中O点放一个电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图3所示，求：图3(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)若MN＝30 cm，则N点的场强多大？例2如图4所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则：图4(1)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？变式训练2如图5所示是静电场的一部分电场线的分布图，下列说法中正确的是()图5A．这个电场可能是负电荷的电场B．点电荷q在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大C．点电荷q在M点的瞬时加速度比在N点的瞬时加速度小D．负电荷在N点受到的静电力方向沿N点的切线方向【即学即练】1．电场强度的定义式为E＝F/q()A．该定义式只适用于点电荷产生的电场B．F是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷的电荷量C．场强的方向与F的方向相同D．由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比2．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则()A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电荷量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关3．关于电场线的说法，正确的是() A．电场线的方向，就是电荷受力的方向B．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线不可能是闭合的4．如图6所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离．以下判断正确的是()图6A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度1.3 电场强度21．三价铝离子的电荷量为______C.2．真空中有两个相距0.2 m的点电荷A和B.已知Q A＝4Q B，且A受B的斥力为3.6×10－2N，则Q B＝______C，且A受B的斥力F A 和B受A的斥力F B的大小之比F A∶F B＝________.3．将一电荷量为4×10－9C的检验电荷放入电场中，电荷所受的电场力为2×10－5N，则该点的场强为________N/C.4．在点电荷Q＝2.0×10－8C产生的电场中有一点A，已知A点距离电荷Q的距离为30 cm，那么点电荷在A点产生的场强为______N/C.5. 一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图1中虚线所示，不计粒子所受重力，则()A ．粒子带正电B．粒子带负电C．粒子加速度逐渐增大D．A点的场强大于B点场强一、等量同种电荷与等量异种电荷的场强与电场线分布1. 两个等量电荷形成的场强分布特点图2(1)等量异种电荷(如图2)①两电荷连线的中垂线上：各点的场强方向为由正电荷的一边指向负电荷的一边，且与中垂线垂直，O点的场强最大，从O点沿中垂线向两边场强逐渐减小，直至无穷远为零；中垂线上任意一点a 与该点关于O点的对称点b的场强大小相等，方向相同．②两电荷的连线上：各点的场强方向由正电荷沿两电荷的连线指向负电荷，O点的场强最小，从O点沿两电荷的连线向两边场强逐渐增大；两电荷的连线上，任一点c与该点关于O点的对称点d的场强大小相等，方向相同．图3(2)等量同种电荷(如图3)①两电荷连线的中垂线上：O点和无穷远处的场强均为零，所以在中垂线上，由O点开始到无穷远处，场强开始为零，后增大，再逐渐减小，到无穷远处时减小为零；中垂线上任一点a与该点关于O点的对称点b的场强大小相等，方向相反．②两电荷的连线上：在两电荷的连线上，每点场强的方向由该点指向O点，大小由O点的场强为零开始向两端逐渐变大；任意一点c与该点关于O 点的对称点d的场强大小相等，方向相反．2．几种常见电场线的比较特点等量异种点电荷形成的电场线等量同种点电荷形成的电场线电荷连线的中点，a点在中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图4所示，关于电子的运动，下列说法正确的是()图4A．电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B．电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．电子运动到O时，加速度为零，速度最大D．电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零变式训练1图5中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧()图5A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q212Q1＞|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|二、静电场中的受力平衡问题1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．库仑力实质也是电场力，与重力、弹力一样，它也是一种基本力，注意力学规律的应用及受力分析．2．明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已．3．求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件去解决问题．例2如图6所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q.为了保证当丝线与竖直方向的夹角θ＝60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小不可能为()图6A.mg tan 60°qB .mg cos 60°qC .mg sin 60°qD .mg q变式训练2 如图7所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，θ分别为30°和45°，则q 2q1为( )图7A ．2B ．3C ．2 3D ．33三、静电场与牛顿第二定律的结合用牛顿第二定律解答动力学问题的前提是做好受力分析，在匀强电场中F ＝Eq ，电场力由电场和电荷的电荷量及电性决定；库仑力的计算要注意电性和点电荷间的间距．例3 如图8所示，光滑绝缘水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球，它们的质量均为m ，间距均为r ，A 、B 带正电，电荷量均为q.现对C 施一水平力F 的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r 不变，求：图8(1)C 球的电性和电荷量； (2)水平力F 的大小．变式训练3 如图9所示，在光滑绝缘水平面上固定着质量相等的三个带电小球a 、b 、c ，三球在一条直线上．取向右为正方向，若释放a 球，a 球的初始加速度为－1 m /s 2；若释放c 球，c 球的初始加速度为3 m /s 2，则释放b 球时，b 球的初始加速度为多少？图9【即学即练】1.如图10所示，质量、电荷量分别为m 1、m 2、q 1、q 2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则( )图10A ．若m 1＝m 2，q 1＜q 2，则α＜βB ．若m 1＝m 2，q 1＜q 2，则α＞βC ．若q 1＝q 2，m 1＞m 2，则α＞βD ．若m 1＞m 2，则α＜β，与q 1、q 2是否相等无关2．设星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方，又若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km 的地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘( )A ．向星球下落B ．仍悬浮C ．推向太空D ．无法判断 3．四种电场的电场线如图所示，一正电荷q 仅在电场力作用下由M 点向N 点做加速运动，且加速度越来越大，则该电荷所在的电场是图中的( )4. 如图11所示，场强为E 、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m 、电荷量分别为＋2q 和－q 的小球A 和B ，两小球用绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球A 悬挂于O 点，处于平衡状态．已知重力加速度为g ，求细线对悬点O 的作用力．图111.4 电势和电势差一、电势差1．电场力做功的特点：电场力的功跟电荷移动的路径__________，只由电荷的________决定．2．电场力做功与电势能变化的关系：电场力所做的功等于电势能的____________，即W AB＝________－________.3．电势差：将电荷从A点移到B点的过程中，电场力的________与所移动的电荷的__________的比值为电场中A、B两点间电势差，公式表示为U AB ＝________，其单位为________．电势差又称________．二、电势1．电势定义：如果在电场中选定一个参考点P，规定该点电势为零，则电场中任意一点A的电势，数值上等于把________从A点移到参考点P时电场力所做的功．用φA表示A点的电势，则φA＝______，电势的单位是________．2．电势与电势差的关系：电场中任意两点A、B间的电势差可表示为U AB＝________－________.若U AB为正值，表示A点的电势比B点的电势______．若U AB为负值，表示A点的电势比B点电势________，电势只有大小，没有方向，是________．三、等势面电场中________相等的点构成的曲面叫做等势面，相邻等势面之间的电势差值相等时，等势面密集的地方，电场较______，等势面稀疏的地方场强较________．一、电势差[问题情境]1.如图1试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，电场力做的功为多少？图12．q沿折线AMB从A点移到B点，电场力做的功为多少？3．根据问题1和问题2可以得到什么结论？4．什么是电势能？5．电场力做功与电势能变化的关系是怎样的？6．电势差是怎样定义的？[要点提炼]1．电场力做功的特点：电场力的功跟电荷移动的路径无关，只由电荷的______决定．2．电势能：指电荷在电场中具有的势能，用E p表示．3．电场力做功与电势能变化的关系：电场力所做的功等于________的减少量．即W AB＝______－________.若电场力做正功，电势能__________；电场力做负功，电势能__________．4．电势差：电场力的________与所移动电荷的__________的比值，我们定义为电场中A、B两点间的电势差，即U AB＝________.在国际单位制中，电势差的单位为________，简称____，符号____．[问题延伸]1．公式U AB＝W ABq中的符号法则公式中共涉及五个物理量，都是标量，但都有正、负，在计算问题时势必要注意正、负号的问题．在实际应用中对符号的处理有两种方法：(1)计算时将各物理量的正、负号代入直接参与。
高中物理第1章电场第2节探究静电力课件粤教版选修3_1
1．关于点电荷，下列说法正确的是( ) A．体积小的带电体 B．球形带电体 C．带电少的带电体 D．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体
【解析】 点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少 的电荷．同一带电体，有时可以作为点电荷，有时则不能，如果研究它与离它 较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究与离它较远的电荷间的 作用力时，就可以看成点电荷，因此，一个带电体能否看成点电荷，要视具体 情况而定．
[再判断] 1．体积很小的带电体都能看做点电荷．( × ) 2．体积很大的带电体一定不能看做点电荷．( × ) 3．点电荷是一种理想模型．( √ )
[后思考] 点电荷就是体积很小的带电体，这种说法对吗？为什么？ 【提示】 不对，体积很小的带电体也不一定能看做点电荷．
[合作探讨]
如图 1-2-1 所示，两质量分布均匀，半径为 r 的kqr1q2 2间的大小关系如何？
图 1-2-2
【提示】 F<kqr12q2. 探讨 2：若两球带异种电荷，两球间的库仑力
F
与
kqr1q2 2间的大小关系如何？
【提示】 F>kqr12q2.
【答案】 BD
1．点电荷不同于元电荷：元电荷是一个电子或质子所带电 荷量的绝对值，而点电荷与力学中质点相似，是在研究复杂问 题时引入的一种理想化模型．
2．一个带电体能不能看成点电荷，并不是取决于带电体的 绝对体积，而取决于自身大小和体积对所研究的问题有无影响．
库仑定律
[先填空] 1．基本方法：控制变量法． (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系： 电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力_减__小__；距离减小时，作用力 _增___大_． (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系 电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力_增___大_；电荷量减小，作用力_减___小_．
粤教版高中物理选修3-1第一章电场导学案
2、电场强度、电场线分布特点
3、电场强度的比值定义法，电场的叠加
学习过程
一、预习指导：
1、电荷间的相互作用力是通过什么来实现的？
2、电场的主要特性是对放入电场中的电荷有
3、将一试探电荷放在电场中不同位置，受的电场力大小和方向相同吗？
将不同电荷放电场中同一位置，受到的电场力大小相同吗？
（3）公式E=F/q与E=kQ/r2都可以用来计算电场，它们有什么区别？
（2）如果真空中有两个点电荷Q1、Q2，则在某一点P处场如何确定？
（4）电场线的特点①②
③④。
（5）匀强电场：，电场线的特点：
※典型例题
例1：在电场中某一点P的电强为E，在P点放一正电荷q受到的电场力方向水平向右，下列说法正确的是（）
2、给你两个带绝缘支架的相同金属小球A、B，一块丝绸，一根玻璃棒。你能使这两个小球带等量同种电荷吗？请说明如何操作。
第一章第2节探究静电力
学习目标
1、掌握点电荷、库仑定律2、库仑定律的理解和应用
学习过程
一、预习指导：
1、点电荷是指：
2、带电体在何种情况下可看为点电荷？。
3、你认为下列哪种说法是正确的（）
1、两种电荷起电方式
（1）自然界中有哪两种电荷？
（2）几种起电方式
起电方式
本质
摩擦起电
感应起电
接触起电
2、两种电荷之间的相互作用
3、如何检验物体是否带电，带正电还是负电？
工具：验电器
检验是否带电方法：物体接解验电器的金属球，片张开，说明带电。
为什么会张开？
4、如何表示物体带电量的多少呢？
元电荷的规定：
※典型例题
【物理】1.2 探究静电力 课件1(粤教版选修3-1)
①距离
一.点电荷
②电量
③带电体的形状和大小
——当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，
这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象 成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。 理想模型方法是物理学常用的研究方法。 当研究对象受多个因素影响时，在一定条件 下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素， 将研究对象抽象为理想模型，这样可以使问 题的处理大为简化。
库仑定律的数学表达式
Q1Q2 F k 2 r
说明：
1.点电荷——理想模型
2.静电力常量——k=9.0×109N· m2/C2 3.适用条件——①真空中 ②点电荷
例题1 关于点电荷的说法，正确的是： A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷； B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷； C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响 可以忽略，这两个带电体可看成质点； D.一切带电体都可以看成点电荷。 答案 C
跟乙球、甲球接触后, 再把甲、丙球放在相距R处, 它们间的
库仑力为4F, 则可知原来带电的球是： A.甲球 B.乙球 C.丙球 D.无法判断
答案 A
例题4 A、B两完全相同的金属小球，所带电量的数值为q，
两球相距为r，此时两球的相互作用力为F。现将第三个不带
电的金属小球C先和A接触，再和B接触，然后拿走C球，则
粤教版选修3-1
第一章 电场
第二节 探究静电力
二、探究静电力
1、电荷量 元电荷 点电荷 电荷量：物体所带电荷的多少（用q表示）
元电荷：物体所带电荷的最小单元（用e表示）
e＝1.6×10－19 C 电子、质子所带电荷量即为e .任何带电体所 带电荷量都是e的整数倍。 点电荷：带电体本身大小相对电荷间的距离 小得多时，可以忽略其大小，把它 看作是一个几何点 点电荷与质点类似，是一下可以看做
高中物理第一章电场第二节探究静电力时导学案粤教版选修
第二节探究静电力(第一课时)【自主学习】一、学习目标1.知识与技能（1）理解点电荷的概念（2）掌握利用控制变量法探究电荷间的作用力（3）掌握库仑定律2.过程与方法通过实验探究电荷间的作用力3.情感、态度与价值观培养学生对科学的好奇心，体验摸索自然规律的喜悦二、重点难点（1）点电荷概念（2）利用控制变量法探究电荷间的作用力（3）库仑定律三、自主学习1、点电荷：本身的________比起它到其他带电体的距离__________的带电体和力学中的________模型一样，是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型。
2、我们在实验中利用__________________的方法来探究静电力与距离和电荷量之间的关系。
3、库仑定律：在真空中两个点电荷之间的作用力跟它们电荷量的乘积成________，跟它们间的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的________，同种电荷相互______，异种电荷相互______．其表达式F＝________，式中k叫做静电力常量，k的数值是__________．四、要点透析1. 下列关于点电荷的说法中，正确的是( )A ．体积大的带电体一定不是点电荷B ．当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷C ．点电荷就是体积足够小的电荷D ．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体问题二探究库仑定律阅读课本P6观察与思考后回答以下问题1. 实验采用了_______________方法来研究静电力与电荷量以及距离之间的关系2. 研究相互作用力F 与距离r 的关系时，必须________________________。
3. 研究相互作用力F 与电荷量的关系时，必须________________________。
4. 通过实验你最终得出结论：__________________________________________。
问题三理解库仑定律1. 对于库仑定律，下列说法正确的是( )A ．只要是计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可使用公式F ＝k Q 1Q 2r 2B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们受到的库仑力大小一定相等D ．库仑定律中的静电力常量k 只是一个比例常数，只有数值，没有单位第二节 探究静电力【课堂检测】1. 下列哪些带电体一定可看作点电荷 ( )A.体积很小的带电体B.带电荷量很小的带电体C.球形带电体D.形状和大小的影响可以忽略不计的带电体2. 关于库仑定律的公式221r Q Q k F ，下列说法中正确的是：（ ）课 堂检测案A 、 当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时，它们之间的静电力F →0B 、 当真空中的两个点电荷间的距离r →0时，它们之间的静电力F →∞C 、 当两个点电荷之间的距离r →∞时，库仑定律的公式就不适用了D 、当两个点电荷之间的距离r →0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了3. 两个金属小球带有等量同种电荷q （可视为点电荷），当这两个球相距为5r 时，它们之间相互作用的静电力的大小为：（ ）A 、 2225r q k F =B 、225r q k F =C 、2225rq k F = D 、条件不足，无法判断第二节 探究静电力●【当堂训练】1. 下列说法中，正确的是( )A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C ．根据公式F ＝k Q 1Q 2r2，当r→0时，F→∞ D ．静电力常量的数值是由实验得出的2. 真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F ，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于( )A.FB.2FC.F/2D.F/43. A 、B 两个点电荷间距离恒定，当其它电荷移到A 、B 附近时，A 、B 之间的库仑力将 （ ）A ．可能变大B ．可能变小C ．一定不变D ．不能确定第二节 探究静电力● 【巩固拓展】1. 对于库仑定律，下列说法正确的是 ( )A．凡计算真空中两个电荷间的相互作用力，就可以用库仑定律B．两个带电小球即使相距非常近也能用库仑定律计算之间的库仑里C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同,它们间的库仑力大小一定相等D．以上说法都不正确2.通过探究库仑定律的实验，以下说法正确的是 ( )A．静电力大小与两点电荷的距离成反比B．静电力大小与两点电荷的电荷量的乘积成正比C．静电力大小与静电力常量成正比D．以上说法都不正确3. 真空中有AB两个点电荷，相距r时相互作用力为F，欲使它们之间的作用力变为F/2，下列方法可行的是A.将它们之间的距离变为r/2B.将它们的都电量变为原来的一半C.将它们的距离变为r2D.将它们的电量和距离均变为原来的2倍选修3-1 第一章电场第二节探究静电力 (第一课时) 参考答案课前先学案 自主学习 1、大小 小得多 质点 2、控制变量法3、正比 反比 连线上 排斥 吸引 k q 1q 2r 2 9.0×109N·m 2/C 2 要点透析：问题一：B 问题二：控制变量法，保持电荷量不变，保持距离不变，在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
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第二节探究静电力
问题探究
中学阶段学习的库仑定律公式有哪些适用条件?与万有引力定律有哪些异同之处
答案：应用中学阶段学习的库仑定律公式时,要注意它只适用于静止于真空中的两个点电荷之间的静电力作用.除要求适用于两个点电荷间作用力之外,这里还强调了两个点电荷之间不能充满电介质或其他材料.而应用万有引力定律计算万有引力时,两个质点间就不一定要求只能是真空.
自学导引
1.库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史上的一块重要的里程碑.它指出，在真空中两个静止__________之间的__________作用力与__________的平方成__________，与__________乘积成__________，作用力的方向沿连线，同种电荷相斥，异种电荷相吸
答案：点电荷相互距离反比电荷量正比
2.在中学物理中应用的库仑定律的适用条件是在__________中的__________.
答案：真空点电荷
疑难剖析
电荷模型的建立
【例1】下面关于点电荷说法正确的是
A.只有体积很小的带电体才可看作点电荷
B.只有做平动的带电体才看作点电荷
C.只有带电荷量很少的带电体才看作点电荷
D.点电荷所带电荷量可多可少
解析:能否将一个带电体看成点电荷,关键在于我们分析时是否无须考虑它的体积大小和形状.即它的体积大小和形状可不予以考虑时就可以将其看成点电荷.至于它的电荷量就可多可少
答案:
温馨提示:(1)在领会建立点电荷这个物理模型的思维时,可以将其与力学中的质点进行类比,体会它们之间的异同点
(2)避免点电荷与元电荷之间的混淆
库仑定律的应用
【例2】在A、B两点分别固定正电荷q1和负电荷q2,且q1>|q2|,若引入第三个电荷q3,
且使该点电荷处于平衡状态,则（）
A.q3仅有一个平衡位置
B.q3有两个平衡位置
C.q3只能带负电荷
D.q3可能带正电荷,也可带负电荷
解析:要使第三个电荷所受到的两个静电力方向相反,则它一定在A、B两点连线所在直线上而不能在连线之内;由于A所带电荷量比B所带电荷量多,要使第三个电荷所受到的A、B两个电荷的静电力大小相等,则它离电荷A的距离应较大,即第三个电荷应放置在AB连线所在直线上B的外侧处.第三个电荷可带正电也可带负电
答案:A
温馨提示:库仑定律往往应用于动力学问题之中,在处理时要全面地考虑影响静电力大小、方向的多种因素.如:由于第三个电荷带电性质不确定,应全面考虑其他电荷对它的静电力的方
向;由于静电力大小与电荷之间间距有关,还有考虑到怎样才能使其他两个电荷对它的静电力大小也相等
库仑定律与电荷守恒定律的综合应用
【例3】 真空中两个相同的带等量异种电荷的小球A 和B （A 、B 可看作点电荷）分别固定在两处，两球间静电力为F .用一个不带电的相同小球C 先与A 接触，再与B 接触，然后移去C ，则A 、B 球间的静电力应为F
若再使A 、B 球间的距离增大一倍，则它们的静电力为F
解析：当C 球先与A 球接触时，它们遵循电荷守恒定律，平均分配它们的总电荷量；然后C 球已带上电，它再与B 球接触，这仍遵循电荷守恒定律，只是先中和后平分
设A 、B 两球带电荷量分别为Q 、-Q ，相距为r ，那么它们之间的库仑力22
r
Q k F =，且为引力
用C 球接触A 球时，A 、C 球带的电荷量均为
2
Q .再用C 球接触B 球时，C 、B 两球的电荷部分中和后系统剩余2Q -的电荷量，由于C 、B 两球完全一样，它们均分2
Q -后，C 、B 球都带4Q -电荷量.移去C 球后，A 、B 球间的库仑力 F r
kQ r Q Q k F 818)4/()2/(222==∙='，为引力
当A 、B 球间距变为2r 时的库仑力： F r kQ r Q Q k F 32132)2()4/()2/(222==∙='，为引力
温馨提示:两个带电体相接触过程中,无论发生电荷的分离还是电荷的中和,正负电荷的代 数和总是保持不变.电荷量的分配规律为:如接触前为同种电荷,则接触后其总量平均分配到 两球;若接触前为异种电荷,则接触后先中和再平均分配到两球.在处理库仑定律与电荷守 恒定律相联系的综合问题时,应把握好这个关键
拓展迁移
半径为R 的绝缘圆环上均匀地带有电荷量为+Q 的电荷,另一带电荷量为+q 的点电荷放在圆环
圆心O 处,由于对称性,点电荷受力为零.现在圆环上截去一小段AB ,AB =L (L R).如图1-2-1所示,则此时置于圆心处的点电荷所受到静电力大小为___________(已知静电力常量为k),方向为
图1-2-1 答案：32R
LQq k π 沿AB 中点与O 点连线的延长线向下。