电荷守恒定律 库仑定律
－ －
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－ － ＋ －＋ －
－ － － －
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－ ＋ －
－＋ －
一、基本概念
1、两种电荷 电量
正电
负电
①摩擦起电 ②感应起电 ③接触起电 中和
2、三种起电方式
绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a 的表面镀有铝膜，在a的附近，有一个绝缘金属球 b，开始a、b都不带电，如图所示，现在使a带电， 则：（ ） A、a、b之间不发生相互作用 B、b将吸引a，吸住后不放 C、b立即把a排斥开 D、b先吸引a，接触后又把a排斥开
例：两个相同的带电导体小球所带电荷量的比 值为1∶3，相距为r时相互作用的库仑力的大小 为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处， 则此时库仑力的大小为：
A、
1 F 12
B、
1 F 6
C、
1 F 4
D、
1 F 3
平衡问题
1：如图所示，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q1和q2，θ分别为30°和 45°.则q2/q1为( )
验电器和静电计
金属外壳 导体棒 指针 刻度
金属箔
验电器
静电计
是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时金 属箔片才开始张开？
一、基本概念
1、两种电荷 电量
正电
负电
①摩擦起电 ②感应起电 ③接触起电 中和
2、三种起电方式
3、两个定律
①电荷守恒定律 ②库仑定律
电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消 灭，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。
kq 答案： 2 d
水平向左(或垂直薄板向左)
解析：因为 Ea＝0，所以薄板与＋q 产生的场 kq 方向相反，即 E 板＝Eq＝ 2 ，同时可知薄板带正电 d kq 板在 b 点处产生的场强也为 2 ，方向水平向左. d
例3：如图所示，实线是一簇未标明的由点电荷产 生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区 域时的运动轨迹，a，b是轨迹上的两点，若带电 粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出 正确判断的是( BCD ) A．带电粒子所带电荷的性质 B．带电粒子在a，b两点的受力方向 C．带电粒子在a，b两点的速度何处较大 D．带电粒子在a，b两点的加速度何处较大
电荷守恒定律 库仑定律
一、基本概念
1、两种电荷 电量
正电
负电
①摩擦起电 2、三种起电方式
②感应起电
感应起电
+
– – – – –– ––
A
+ + B ++
++ ++
如先移开带电球，再分开 AB，A、B还能带电吗？
AB重新接触后，导体不带 电了，说明A、B分开后带
+
–
+
等量异种电荷. 重新接触后 等量异种电荷发生中和.
迁移应用:法拉第首先提出用电场线形象生动地描 绘电场，如图所示为点电荷a，b所形成电场线的 电场分布图，以下几种说法正确的是( B ) A．a，b为异种电荷，a带电量大于b带电量 B．a，b为异种电荷，a带电量小于b带电量 C．a，b为同种电荷，a带电量大于b带电量 D．a，b为同种电荷，a带电量小于b带电量
Q1Q2 F k 2 r
电荷中心连线
m1m2 F G 2 r
质量中心连线
考虑 微观粒子,宏观带电体 场合 真空
宏观天体
动力学问题 P101，例3 即学即练3 地面绝缘，A、B两个金属球， A与B相距H，A与B碰撞后 （无机械能损失）A上升高度 为h
A H B
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
3、在光滑绝缘的水平面上，有一个绝缘的弹簧， 弹簧的两端分别与金属小球A、B相连，如图所 示，若A、B带上等量同种电荷，弹簧的伸长量 为x1，若让A、B的带电量都增为原来的两倍， 弹簧的伸长量为x2，则：（ ） A、x2>4x1 B、x2＝4x1 C、x2<4x1 D、x2＝x1
两定律比较
库仑定律 公式 方向 万有引力定律
答案：0.72 m/s2，方向沿 x 轴负向 解析：解本题关键是求出 P 处合场强，P 处有三个点电荷电场在 此叠加，应先求出两个场强的合场后再与第三个电荷在该点的场强合 成． 点电荷 Q1，Q2 和 Q3 分别在一个正方形的三个顶点上，它们在 P 点的场强分别为 E1，E2，E3，方向如题图所示，它们到 P 点的距离都 为 r＝2sin45° ＝ 2m， 由点电荷场强公式有 －9 9 9.0 × 10 × 4 × 10 Q1 E1＝ k 2 ＝ N/C＝18 N/C， 2 r 2 －9 9 9.0 × 10 × 8 × 10 Q2 E2＝ k 2 ＝ N/C＝36 N/C， 2 r 2 －9 9 9.0 × 10 × 4 × 10 Q3 E3＝ k 2 ＝ N/C＝18 N/C， 2 r 2
E1 和 E2 的合场强 E′方向与 E2 的方向相同，E′＝E2－E1＝18 N/C. E1 和 E2 的合场强 E′与 E3 的大小相等且相互垂直，故 E′和 E3 的合场强 E 的方向在 E′和 E3 夹角的平分线上，此平分线与 x 轴平 行并指向 x 轴正方向． 则 E＝E3cos45° ＋E′cos45° ＝2E3cos45° ＝ 2E3＝18 2N/C. 将试探电荷置于 P 点时，试探电荷受到的电场力大小为： － － F＝qE＝4×10 12×18 2N＝72 2×10 12N. 由于试探电荷 q 为负电荷，受力方向与 E 方向相反，F 沿 x 轴负 向． － 12 F 72 2×10 2 2 根据牛顿第二定律 a＝ ＝ m / s ＝ 0.72 m / s ， 方向沿 x － m 2×10 10 轴负向.
在这些情况下，带电粒子总是成对产生或湮 没. 两个粒子带电数量相等但正负相反，而光子又 不带电，所以电荷的代数和仍然不变. 电荷守恒定律现在的表述是：
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷 的代数和总是保持不变的.
它是自然界重要的基本规律之一
库仑扭秤实验
刻度盘与指针 细银丝
带电小球C
平衡小球
带电小球A
势，用φ表示．在数值上等于单位正电荷
电场力所做的功 ， 由该点移到零电势点时_____________
2．等量异种点电荷的连线和中垂线上场强的变化 规律：(如图所示)
(1)两点电荷连线上的各点场强 方向从正电荷指向负电荷，沿 电场线方向场强先变小再变大， 中点场强最小．
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，场强方向均 相同，且总与中垂面(中垂线)垂直．
(3)中垂线上关于中点对称处的场强相同．
3．等量同种点电荷的连线和中垂线上场强的变 化规律：(如图所示)
C
A．2 C．2 3
B．3 D．3 3
2、如图所示，将一带电小球A用绝缘棒固定，在 它的正上方L处有一悬点O，通过长也为L的绝缘 细线悬吊一个与A球带同种电荷的小球B，B球静 止时，悬线与竖直方向成某一夹角θ，现设法增大 A球电量，则重新平衡后悬线OB对B球的拉力FT的 大小将（ ） A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定
电场力的性质
例1：在如图所示的平面直角坐标系中，点电荷Q1 ＝－4×10－9C固定在原点O，在点(2,2)处固定一 点电荷Q2＝－8×10－9C，在点(0,2)处固定一点电 荷Q3＝＋4×10－9C，若在Q1，Q2连线的中点P释 放一质量为m＝×10－10kg、所带电荷量q＝－ 4×10－12C的试探电荷，则释放瞬间试探电荷的加 速度为多大，方向如何？
答案：D 解析：假设杆带正电，可将杆看成由无数个带电体并排组成，由 电场的叠加原理可知，P1 处的场强方向向左，P2 处的场强方向向右， 两处的电场方向相反；又由对称性，P1 左侧电荷产生的电场要与右侧 抵消一部分，因此 E1＜E2.故正确答案为 D.
迁移应用:如图所示，带电荷量为＋q的点电荷与均 匀带电的薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂 线通过板的几何中心．若图中a点处的电场强度为 零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电 场强度大小为__________，方向为 __________(静电力常量为k)．
一、电场强度
1、定义式 例1
2、点电荷 3、匀强电场
二、进一步理解几种常见电场的电场线分布特点 1.孤立点电荷的电场：(如图所示) (1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外 (内 )．
(2)离点电荷接近，电场线越密(场强越大)． (3)不存在场强相同的点，若以点电荷为球心作一 球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场 强大小相等，但方向不同．
三、电场的叠加原理
例2 ab是长为l的均匀带电细杆，P1，P2位于ab 所在直线上的两点，位置如图所示．ab上电荷产 生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场 强大小为E2，则下列说法中正确的是( D ) A．两处的电场方向相同，E1＞E2 B．两处的电场方向相反，E1＞E2 C．两处的电场方向相同，E1＜E2 D．两处的电场方向相反，E1＜E2
电荷守恒定律和库仑定律
电荷守恒定律和库仑定律电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷量保持不变．通过对摩擦起电、接触带电、感应起电等使物体带电的方法的分析发现，在这些使物体带电的方法中电荷都不是被创造出来的，而是电荷在物体之间的或物体的各部分之间发生了转移。
库仑定律：在真空中两点电荷的相互作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离平方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 公式：122Q Q F k r =，其中：1Q 、2Q 为点电荷，r 为两点电荷间距，环境为真空． 一、库仑定律的理解和应用例一、真空中有两个完全相同的小金属球，相距为r ，带电量分别为1Q Q ＝＋，23Q Q ＝－，它们间的静电力为F ．现在将两个小球接触一下，然后放置于相距2r 处，它们间的静电力为F '，则F F '：的值为（ ）A.2∶1B.4∶1C.8∶1D.12∶1例二、两个半径为0.3 m 的金属球，球心相距1.0 m 放置，当它们都带1.5×10-5 C 的正电时，相互作用力为1F ，当它们分别带51.510C -+⨯和51.510C --⨯的电量时，相互作用力为2F ,则( )A 12.F F =B.12F F ＜C.12F F ＞D.无法判断二、库仑定律与带电体平衡例三、一条长为3l 的丝线穿着两个相同的质量均为m 的小金属环A 和B ，将线的两端都系于同一点O ，如图19-1所示．当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使丝线构成一等边三角形，此时两环处于同一水平线上．若不计环与丝线的摩擦，两环各带多少电量？例四、如图9—1—13所示，完全相同的金属小球A 和B 带等量异种电荷，中间连接着一个轻质绝缘弹簧，放在光滑绝缘水平面上，平衡时弹簧的压缩量为x 0.现将不带电的与A 、B 完全相同的金属球C 与A 球接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量为x ，则图9—1—13A.0x xB.012x x ＞C.012x x ＜ D 不能确定例五、在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。
电荷守恒定律 库仑定律
电荷守恒定律 库仑定律一、电荷及电荷守恒定律 1．元电荷、点电荷 （1）元电荷：e ＝1．6×10－19C ，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，可以将带电体视为点电荷． 2．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，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：F ＝k Q 1Q 2r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量．3．适用条件：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． 基础检测1．[对电现象的理解]关于电现象，下列说法中正确的是（ ）A ．感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程B ．带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电C ．摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷D ．当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，当一种电荷消失时，必然有等量异种电荷同时消失 2．[对库仑定律适用条件的理解]关于库仑定律的公式F ＝k q 1q 2r 2，下列说法正确的是（ ）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 ．当真空中的两个电荷间的距离r →0时，它们之间的静电力F →∞C ．当真空中的两个电荷之间的距离r →∞时，库仑定律的公式就不适用了D ．当真空中的两个电荷之间的距离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．[库仑定律和电荷守恒定律的应用]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F 1．现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a 的两点，它们之间库仑力的大小为F 2．则F 1与F 2之比为 （ ）A ．2∶1B ．4∶1C ．16∶1D ．60∶14．[感应起电的分析方法]如图所示，A 、B 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（ ）A ．A 带正电，B 带负电B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电 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．例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，其中正确的是（ ）突破训练1 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 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 上的金属箔片闭合考点二 对库仑定律的理解和应用 1．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）F ＝k Q 1Q 2r 2，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 为两球心间距．（2）当两个电荷间的距离r →0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F 1与库仑力F 2为（ ）A ．F 1＝G m 2l 2，F 2＝k Q 2l 2B ．F 1≠G m 2l 2，F 2≠k Q 2l2C ．F 1≠G m 2l 2，F 2＝k Q 2l2D ．F 1＝G m 2l 2，F 2≠k Q 2l2突破训练2三个相同的金属小球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＋nq ，球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F ．现使球3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（ ）A ．n ＝3B ．n ＝4C ．n ＝5D ．n ＝6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 分别处于竖直墙面和水平地面，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，则两个小球的受力情况与原来相比（ ） A ．推力F 将增大B ．竖直墙面对小球A 的弹力减小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突破训练3 可以自由移动的点电荷q 1、q 2、q 3放在光滑绝缘水平面上，如图所示，已知q 1与q 2之间的距离为l 1，q 2与q 3之间的距离为l 2，且每个电荷都处于平衡状态．（1）如果q 2为正电荷，则q 1为________电荷，q 3为________电荷． （2）q 1、q 2、q 3三者电荷量大小之比是________． 答案 （1）负 负 （2）（l 1＋l 2l 2）2∶1∶（l 1＋l 2l 1）2处理库仑力作用下电荷平衡问题的方法（1）库仑力作用下电荷的平衡问题与力学中物体的平衡问题相同，可以将力进行合成与分解． （2）恰当选取研究对象，用“隔离法”或“整体法”进行分析． （3）对研究对象进行受力分析，注意比力学中多了一个库仑力．例4如图所示，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？答案6mg突破训练4如图所示，点电荷＋4Q与＋Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t 的关系图像可能是图中的（）突破训练5 如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 围绕B 做匀速圆周运动，B 恰能保持静止，其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2．不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷（电量和质量之比）之比应是（ ）A ．（L 1L 2）2B ．（L 2L 1）2C ．（L 1L 2）3D ．（L 2L 1）31．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动 （ ） A ．半径越大，加速度越大 B ．半径越小，周期越大 C ．半径越大，角速度越小 D ．半径越小，线速度越小2．如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q ，半径为R ，放在绝缘水平桌面上．圆心为O 点，过O 点作一竖直线，在此线上取一点A ，使A 到O 点的距离为R ，在A 点放一检验电荷＋q ，则＋q 在A 点所受的电场力为（ ）A ．kQqR 2，方向向上B ．2kQq4R 2，方向向上 C ．kQq4R 2，方向水平向左D ．不能确定3．A 、B 两带电小球，质量分别为m A 、m B ，电荷量分别为q A 、q B ，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A 、B 两球处于同一水平面．若B 对A 及A 对B 的库仑力分别为F A 、F B ，则下列判断正确的是 （ ） A ．F A <F BB ．细线OC 的拉力T C ＝（m A ＋m B ）gC ．细线AC 对A 的拉力T A ＝m A2gD ．同时烧断细线AC 、BC 后，A 、B 在竖直方向的加速度相同4．如图所示，正电荷q 1固定于半径为R 的半圆光滑轨道的圆 心处，将另一带正电、电荷量为q 2、质量为m 的小球，从轨道的A 处无初速度释放，求：（1）小球运动到B 点时的速度大小；（2）小球在B 点时对轨道的压力．答案 （1）2gR （2）3mg ＋k q 1q 2R 2，方向竖直向下►题组1 起电的三种方式和电荷守恒定律的应用1．一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（ ）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．该现象是由电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律2．如图所示，左边是一个原来不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是（）A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且Q A>Q BB．只有沿虚线b切开，才会使A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A<Q BD．沿任意一条虚线切开，都会使A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关►题组2库仑定律的理解和应用4．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是（）A．保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关B．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比C．保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关D．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比►题组3库仑力作用下带电体的平衡问题5．如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A 球受力个数可能为（）A．可能受到2个力作用B．可能受到3个力作用C．可能受到4个力作用D．可能受到5个力作用6．在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示．现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为（）A ．13B ．33C ．3D ． 37．如图所示，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 （q >0）．将另一个带电荷量也为q （q >0）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abc 的三个顶点上时，两摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于 （ ）A ．3mgB ．mgC ．23·kq 2l 2D ．3·kq 2l28．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电量分别为－q 、Q 、－q 、Q ．四个小球构成一个菱形，－q 、－q 的连线与－q 、Q 的连线之间的夹角为α．若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是 （ ）A ．cos 3α＝q8QB ．cos 3α＝q 2Q2C ．sin 3α＝Q8qD ．sin 3α＝Q 2q2►题组4 在库仑力作用下的动力学问题9．两根绝缘细线分别系住a 、b 两个带电小球，并悬挂在O 点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为α、β，α<β，如图所示．现将两细线同时剪断，则 （ ） A ．两球都做匀变速运动 B ．两球下落时间相同 C ．落地时两球水平位移相同D ．a 球落地时的速度小于b 球落地时的速度10．如图所示，质量为m 的小球A 放在绝缘斜面上，斜面的倾角为α．小球A 带正电，电荷量为q ．在斜面上B 点处固定一个电荷量为Q 的正电荷，将小球A 由距B 点竖直高度为H 处无初速度释放．小球A 下滑过程中电荷量不变．不计A 与斜面间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力常量k 和重力加速度g ． （1）A 球刚释放时的加速度是多大？（2）当A 球的动能最大时，求此时A 球与B 点的距离． 答案 （1）g sin α－kQq sin 2 αmH 2 （2）kQqmg sin α。
5-1库仑定律
5－1 库仑定律
F
k
q1q2 r2
er
k 8.987 551109 N m2 C2
令
1 k
4π 0
（ 0 为真空电容率）
0
1 4π k
8.85421012 C2
N1 m2
库仑定律
F
q1q2
4π0r 2
er
第五章 静电场
（自然界的基本守恒定律之一）
第五章 静电场
5－1 库仑定律 三、 库仑定律
点电荷:若带电体的形状和大小在所讨论的 问题中可以忽略,就可以把带电体看成点电荷.
er
Q
Q er
q0
F
F q0
F
k
q1q2 r2
er
真空中的库仑定律:在真空中,两个静止的点电 荷之间的相互作用力,其大小与它们的电荷量的乘积 成正比、与它们之间的距离的平方成反比;其方向沿 着两点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸.
5－1 库仑定律
一、电荷的量子化 基本性质 1 电荷有正负之分；
Байду номын сангаас2 电荷量子化； 元电荷
e 1.6021019 C
q ne (n 1, 2,3, )
3 同性相斥，异性相吸.
二、电荷守恒定律
电荷守恒定律：在一个与外界没有电荷交换的 系统中,不论发生什么过程,系统内正负电荷的代数 和保持不变。
高中物理：《库仑定律电场强度》知识点总结
一、电荷守恒与库仑定律1. 自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．电荷间相互作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸．电荷量为e＝1.6×10－19C称为元电荷，任何物体所带电荷量都是元电荷的整数倍．2. 摩擦起电、感应起电和接触带电等现象的本质都只是电荷的转移．3. 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能是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，系统的电荷代数和不变，这就是电荷守恒定律．电荷守恒是自然界的普遍规律，不仅适用于宏观系统，也适用于微观系统，例如两个物体间电荷的转移，摩擦起电，带电导体间的接触或连接，电容器连接时的电荷重新分布转移等．在求解这类问题时，可以利用下面的结论：完全相同的带电小球相接触，电荷量的分配规律为：同种电荷总电荷量平分，异种电荷先中和再平分．4. 库仑定律：公式：，静电力常量：k＝9×109Nm2／C2．该定律适用于真空中两点电荷之间，Q1、Q2只需用绝对值代入即可求得作用力大小，方向由两电荷的电性判断，两电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力．有时可将物体等效为点电荷．但“点”的位置与电荷分布有关．点电荷是一理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而使用库仑定律，否则不能使用．例 1. 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电荷量＋7Q，B带电荷量－Q，C不带电，将A、B固定起来，然后让C球反复与A、 B两球接触，最后移去C球，试问A、B两球间的库仑力变为原来的多少倍?解析：题中所说的C与A、B反复接触之意，隐含了一个条件：A、B原先所带电荷量的总和，最后在三个相同的小球上均分，所以A、B两球最后带的电荷量均为，A、B两球原先有引力。
A、B两球最后的斥力以上两式相除可得：，即A、B间的库仑力变为原来的。
答案：例 2. 半径均为r的金属球如图所示放置，使两球的边缘相距为r，今使两球带上等量的异种电荷Q，设两电荷Q间的库仑力大小为F，比较F与的大小关系．解析：如果电荷能全部集中在球心处，则二者相等。
电荷守恒与库仑定律
电荷守恒与库仑定律电荷守恒和库仑定律是电磁学中的两个重要原理。
电荷守恒原理表明，在一个封闭系统中，电荷的总量是不变的；库仑定律则揭示了两个电荷之间相互作用的规律。
本文将从电荷守恒和库仑定律的概念、表达式以及应用方面进行探讨。
一、电荷守恒原理电荷守恒原理是电磁学的基本原理之一，它断言在闭合的系统中，电荷的总量保持不变。
这意味着在任何一个过程中，电荷既不会被创造，也不会被销毁，只会从一个物体转移到另一个物体。
电荷守恒原理可以用数学形式表示为：∑Q = 0其中，∑Q代表系统中所有电荷的代数和。
当系统中有正电荷时，它的电量被视为正值；反之，负电荷的电量被视为负值。
根据电荷守恒原理，对于一个封闭系统，电荷的总量始终保持不变。
二、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的基本规律。
根据库仑定律，两个电荷之间的力与它们之间的距离成正比，与它们的电量的乘积成正比。
库仑定律可以用数学表达式表示为：F = k * |Q1 * Q2| / r^2其中，F代表两个电荷之间的力，k代表库仑常数（k=9×10^9N·m^2/C^2），Q1和Q2分别代表两个电荷的电量，r代表它们之间的距离。
根据库仑定律可以得出以下几个结论：1. 两个电荷的电量相同时，它们之间的斥力或引力与它们之间的距离的平方成反比。
距离越近，相互作用力越强。
2. 两个同种电荷（正电荷与正电荷或负电荷与负电荷）之间的相互作用力为斥力，即它们互相排斥。
3. 两个异种电荷（正电荷与负电荷）之间的相互作用力为引力，即它们互相吸引。
三、电荷守恒与库仑定律的应用电荷守恒和库仑定律在电磁学中有着广泛的应用。
以下是它们的一些重要应用：1. 静电现象：根据库仑定律，当两个电荷互相接触或靠近时，它们之间会产生静电力。
这解释了为什么我们在摩擦物体时会感受到电击或看到电火花。
2. 静电场的建立和分析：根据库仑定律，我们可以计算出一个电荷在周围产生的电场的强度和方向。
高三物理库仑定律(201908)
二、库仑定律
me
1、内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘 积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的 方向在两个点电荷的连线上
2、公式：
F
k
q1q2 r2
静电力常量 k = 9.0×109N·m2/C2
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中护军赵伯符 散骑常侍 府转大将军 谥曰壮侯 实为民患者乎 郡人赖之富赡 顺阳太守 太戊资桑谷以进德 共康时难 晋孝武太元中 懋礼弥昭 封阳山县男 邵诱其帅 内外隔绝 且景仁当时事意 奉二王及妃媛直趋历城 弟悦 欢适之方 加鼓吹一部 宜应慨然立志 在郡一周 加冠军将军 太子屯骑校 尉 保全之绩 倩入宫而怒 退告族兄瞻曰 使持节 屯骑 未忍明法 不得时补 梁 复生今衅 持节如故 则东作繁矣 弥擐甲先登 世祖大明初 镇之以无欲 昔武皇攻广固 镇恶对田子使 字子骞 主兵事 未拜 上谓曰 王废而不处 修复园寝 左卫将军 因近疾患沉笃 在京口 志时新丧爱姬 外督部刺史 追 赠左光禄大夫 魏郡魏人也 加谗谄蛆蛊其中 其在此乎 复以白衣充直卫 湘州之始兴四郡诸军事 大功仍建 太子左卫率袁淑与尚之书曰 北地傅隆与廓相善 已得戒严 曰 豪桀各据有州郡 若有新置官 继义恭为孙 泰又谏曰 且四王之下则云大将军梁王肜 以为长史 太子少傅 玄保在郡一年 虽复室如 悬磬 晋初置 步从者数十 颇涉史传 兼属文论 伏寻扬州刺史子尚 掌外军 坐议殷祠事谬 卢循逼京邑 器以应用 有必宜改者 秦州之安固 并见从 故景素秀才刘琎又上书曰 既闻凯入 元嘉四年 玄每与之言 苦求益州 家令 自此始信摄养有征 南兖州刺史 陈郡阳夏人 旦日 自黄初至於晋末 既而祗 果不动 身世荷晋德 高祖表为龙骧将军 运钟屯险 十五年 於是进路 於素论何如哉 以赴朝廷为名 为立第於鸡笼山 兵非夙习 尚以弱甲琐卒 对曰 友朋以之三益 以为右卫将军 刍稿已
电荷守恒与库仑定律
电荷守恒与库仑定律知识点一：电荷及电荷守恒定律1．电荷在自然界中存在两种电荷即正电荷和负电荷，电荷的多少称为电荷量，其国际单位为库仑，简称库，符号C ，与元电荷的关系为：。
2．物体带电的三种方式使物体带电叫做起电，使物体带电的三种方式为摩擦起电、感应起电和接触起电。
带电粒子所带电荷量是元电荷的整数倍。
物体带电的三种方式：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触带电。
3．电荷守恒定律电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷总量不变（1）电荷量的实质：物体得到或失去电子便带上了电荷，得到电子带负电，失去电子带正电，讨论物体带何种电性，是指物体的净电荷是正还是负，也就是说物体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷，还是负电荷多于正电荷，净电荷的多少叫做电荷量。
（2）电荷的中和：两个有等量异种电荷的导体，相互接触后净电荷为零的现象叫电荷的中和。
同步练习11、关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（）A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．物体所带的电荷量只能是某些特定值C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C2、如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是（） A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电3、带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（）- ---- -甲乙图1—1—1A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C4、有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C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= ，q B= ，q C= ．知识点二：库仑定律1．点电荷点电荷是一种理想化模型，当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。
库仑定律 高中物理课件11-1
C.54kaQ2 ，沿 y 轴正向 D.54kaQ2 ，沿 y 轴负向
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
2.对称法 【原型题 6】如图所示，一半径为 R 的绝缘圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆
盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有
q 3.矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
4.场强公式的比较： E＝F q E＝kQr2 E＝Ud
笔记：电场强度
①适用于任何电场 ②场强与试探电荷是否存在无关 ①适用于点电荷产生的电场 ②Q 为场源电荷的电荷量 ①适用于匀强电场 ②U 为两点间的电势差，d 为沿电 场方向两点间的距离
笔记
(1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (2)带电实质：物体带电的实质是得失电子． (3)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． (4)电荷分配原则∶两个形状、大小相同且带电的球形导体，接触后再分开，若两导体带同 种电荷，则两导体上的电荷先叠加后平分；若两导体带异种电荷，则两导体上的电荷先中和， 余下的电荷再平分．
第1节 库仑定律 场强
一、电荷的产生 电荷守恒定律 2.电荷守恒定律
【原型题 3】半径相同的两金属小球 A、B 带有相同的电荷量，并相隔一定的距离，今让第三个 半径相同的不带电金属小球 C，先后与 A、B 接触后再移开.求：
(1)当 A、B 两球带同种电荷时，接触后两球的电荷量之比； (2)当 A、B 两球带异种电荷时，接触后两球的电荷量之比.
电荷守恒和库仑定律的应用
电荷守恒和库仑定律的应用电荷守恒和库仑定律是电磁学中两个重要的基本原理，广泛应用于电场和电荷分布的研究。
本文将从电荷守恒和库仑定律的基本原理出发，探讨其在实际应用中的一些典型例子和重要应用。
一、电荷守恒的应用电荷守恒是指在一个封闭系统中，电荷的总量是不变的。
即当电荷从一处流出时，必然会有相同大小的电荷从另一处流入。
电荷守恒原理在许多领域中都有重要的应用。
1.1 电解质溶液中的电荷守恒在电解质溶液中，当电解质分子或离子发生离解时，丧失电荷的物质必然需要从其他物质中获得相同大小的电荷。
以电解池为例，金属离子从阳极溶解生成阳极泥，阴极则由电子接受金属离子形成金属。
在这个过程中，电荷守恒的原理得到了验证。
1.2 电荷守恒在电路中的应用在电路中，电荷守恒定律也是不可或缺的。
例如，对于一个封闭的电路系统，电流的流动必然是由于正电荷和负电荷的移动而产生的。
电荷在电路中的守恒性保证了电路的正常运行。
二、库仑定律的应用库仑定律是描述电场力的作用的基本定律，根据该定律可计算两个电荷之间的相互作用力。
下面将介绍库仑定律在一些具体应用中的重要性。
2.1 静电场的建立与计算库仑定律是计算静电场的重要工具。
通过该定律，我们可以计算在空间中任意两个电荷之间的作用力大小和方向。
这对于研究电荷分布和电场强度分布至关重要。
2.2 原子核与电子之间的相互作用在原子结构中，库仑定律被用于描述原子核与电子之间的相互作用力。
核电荷与电子电荷之间的库仑力使得电子绕原子核旋转，并且决定了原子的化学性质和稳定性。
2.3 静电力在工程中的应用静电力的应用在工程领域也是非常广泛的。
例如，在高压输电线路中，电力通过电线传输时会产生电场，两根导线之间就存在静电力。
重要的是，我们需要根据库仑定律来计算导线间的电场强度和静电力，以确保电力的稳定输送。
结论电荷守恒和库仑定律是电磁学中两个重要的基本原理。
电荷守恒保证了电荷在封闭系统中的守恒性，而库仑定律则描述了电场力的作用规律，并具有诸多应用。
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高中物理电学公式大全电学公式在高中物理知识中所占比重较大，是高中学生学习的重点内容。
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高中物理电场公式1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k=9.0×109Nm2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式){E：电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的电量｝5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝6.电场力：F=qE {F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝9.电势能：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝10.电势能的变化ΔE AB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-QuAb (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ε：介电常数)14.带电粒子在电场中的加速(V0=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平抛运动;垂直电场方向:匀速直线运动L=V0t，平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=F/m=qE/m高中物理恒定电流公式1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝2.欧姆定律：I=U/R {I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝3.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外{I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝;5.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝;6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝;7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R;8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，η=P出/P总{I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R 成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻：(1)电路组成 (2)测量原理两表笔短接后,调节R0使电表指针满偏，得Ig=E/(r+Rg+R0);接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+R0+Rx)=E/(R中+Rx);由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)｝、拨off挡。