高中物理1.2《探究电荷相互作用规律》1.3《静电与生活》课件(沪科版选修3-1)

3.对于库仑定律的理解错误的是( ) A.库仑定律适用于真空中的点电荷 B.当半径为r的两带电小球相距为r时，可用库仑定律 计算它们间的静电力 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.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相 同，它们各自所受的库仑力大小一定相等
【解析】选B.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷， 干燥空气中的点电荷也近似适用，故A、C正确.半径为 r的两小球距离是r时，不能看做点电荷，故库仑定律 不适用，故B错误.两点电荷间的静电力是一对作用力 与反作用力，大小一定相等，故D正确.
电量平分.(3)应用库仑定律公式求解.
【自主解答】选C.两金属球间原来的库仑力F=k Q 3Q
=k 3Q2 ，两球接触后各带相同电量Q′=
Q 3Q
r2
=Q,又
r2
因它们的距离变为
r
2
，所以此时两球间的库仑力F′=
ห้องสมุดไป่ตู้k QQ （r）2

k
4Q2 r2
4 3
2
F，故C项正确.
2
1.运送汽油的汽车,在它的车尾总装有一根拖在地上的 铁链条,这是为什么? 提示:运输过程中,汽油不断与油槽内壁摩擦，使油槽 带有的电荷通过铁链传到地下,避免产生电火花而引起 爆炸.
2
2
定律的数学表达式F=k q1q2 可知，若保持相互作用力不
r2
变，则应让另一个电荷的电荷量变为原来的
2
，即减
少 1 ，所以选项C正确.
3
3
4.(2010·烟台高二检测)有两个完全相同的金属小
球，它们的半径均为r,分别带电+q和+5q,当它们在真
空中相距为d(两球心间的距离，且d>>r)时，它们之间
【解析】选B.带电体能否看成点电荷，不能以体积大 小、电荷量多少而论，故A、C、D错.一个带电体能否 看成点电荷，要依具体情况而定，只要在测量精度要 求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以 忽略，即可视为点电荷.故B正确.
2. 下列哪些物体可视为点电荷( ) A.小的带电体在任何情况下都可视为点电荷 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 【解析】选B、C.一个物体能否看做点电荷，是相对于 具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，所以A、 D错，C对；均匀带电球体在计算与它外面的电荷的库 仑力时可视为点电荷，认为电荷集中在球心，故B对.
1.在理解库仑定律时，有人根据公式F=
k
q1q2 r2
设想当
r→0时得出F→∞的结论，你认为正确吗？请说明理由.
提示：从数学角度分析是正确的，但从物理角度分析，
这一结论是错误的.错误的原因是：当r→0时两电荷已
失去了作为点电荷的前提条件，何况实际电荷都有一
定大小，根本不会出现r→0的情况.当r→0时，不能再
C.v一直在增大
D.v一直在减小
【解析】选B、C.本题考查的知识点是牛顿第二定律和
库仑定律.B在A的静电斥力的作用下，向远离A的方向
做加速运动，故C对，D错.A、B间隔越来越远，由牛顿
第二定律得k qAqB
r2
=mBa，r逐渐变大，则a逐渐减小，
故A错，B对.
6.(2010·杭州高二检测)两个半径为R的带电球所带电 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. 1 F
100
C.100F
B.104F D.以上答案均不对
【解析】选D.当带电球相距100r时，它们可以当做点
电荷，由库仑定律F=k q1q2 ，当带电球相距r时，它
100r 2
们不可以再当做点电荷处理.因此，若它们带同种电
荷，则F′＜k q1q2 ，即F′稍小于104F；若它们带异
r2
种电荷，则F′＞k
q1q 2
，即F′稍大于104F.故正确答
r2
案为D.
3.两个点电荷放在真空中保持一定距离，若其中一个
点电荷的电荷量增加了 1 ，但仍然保持它们之间的相
2
互作用力不变，则另一个电荷的电荷量减少了( )
【解析】选C.两个点电荷间的距离不变，其中一个电
荷量增加了 1 ，则电荷量变为原来的 3 ，根据库仑
3.在电荷间距离不变的情况下，探究电荷间作用力与 电量有关，怎样操作，结论是什么？ 提示：保持电荷间距离不变，用带不同电荷量的小球A 做实验，观察小球B的悬线偏离竖直方向的角度随电荷 量变化而变化的情况.实验结论是：两电荷间的作用力 随电荷量的增大而增大,随电荷量的减小而减小.
【典例1】在探究影响电荷之间相互作用力的因素过程 中，绝缘丝线摆开的角度与电荷之间相互作用力的关 系是怎样的？
【典例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 r ,
则两球间库仑力的大小为( )
2
A. 1 F
B. 3 F
C. 4 F
D.12F
12
4
3
【思路点拨】解答本题可按以下思路分析：(1)正负电荷
接触时，先发生正负中和.(2)正负电荷中和之后剩余的
2.在工厂里,靠近传送带的物体为什么都会带电?用什 么方法解决? 提示:由于静电感应使周围物体带电,可在传送带上镀 银或增加空气湿度.
【典例3】电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘， 这主要是因为( ) A.灰尘的自然堆积 B.玻璃有极强的吸附灰尘的能力 C.电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘 D.电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
6.(2011·杭州高二检测)以下各项措施不属于利用良 好接地来防范静电的是( ) A.高楼顶上装避雷针 B.油罐车后装一根拖地的铁链 C.电工带电作业时应穿橡胶底的鞋子 D.飞机起落架的轮胎用导电橡胶制成 【解析】选C.防止静电危害的措施是将静电及时导走. 避雷针、铁链、导电橡胶轮胎都可以及时把静电导走. 电工穿橡胶底的鞋子是为了与大地绝缘,故选C.
()
A.若m1=m2,q1<q2,则α <β B.若m1=m2,q1<q2,则α >β C.若q1=q2，m1>m2,则α >β D.q1、q2是否相等与α 、β 的大小无关，若m1>m2,则 α <β
【解析】选D.对m1进行受力分析，由图甲可知：F1= m1gtanα.对m2进行受力分析，由图乙可知：F2= m2gtanβ.由库仑定律和牛顿第三定律知：F1=F2，所以 m1gtanα=m2gtanβ,即m1tanα=m2tanβ.故D正确.
的库仑力的方向.
3.在库仑扭秤实验中，带电小球间的静电力与带电小
球间的距离关系是怎样的？带电小球间的静电力与电
荷量之间的关系又是怎样的？
提示：在库仑扭秤实验中得出带电小球间的静电力与 带电小球间的距离的平方成反比，即F∝ 1 ；在库仑
r2
扭秤实验中得出带电小球间的静电力与带电小球电荷
量的乘积成正比,即F∝q1q2.
【解析】选A.电荷间相互作用的库仑力遵循牛顿第三 定律，等大反向，所以A对，B错.根据F=k q1q2 ，F只与
r2
q1、q2、r有关,与其他因素无关，所以C错.D项违背库 仑定律的“点电荷”的条件,所以D错.
2.两个直径为r的带电球，当它们相距100r时的静电力
为F，当它们相距r时的静电力为( )
【思路点拨】本题可从以下两个方面加以考虑： (1)绝缘丝线悬挂小球的重力是常数. (2)绝缘丝线悬挂的小球静止时处于平衡状态. 【自主解答】绝缘丝线悬挂的小球在三 个力的作用下处于平衡状态，设小球的 质量为m，丝线与竖直方向的夹角为θ， 根据力的合成运算，则电荷之间的相互 作用力F=mgtanθ,可见θ越大，表示电 荷之间的作用力越大.
【解析】设两球距离为r，质量均为m.对任何一个小球
来说，合力等于库仑力.碰前在图示位置，库仑力F=
k 9Q Q ；碰后两球电荷量均分，在图示位置，库仑力
r2
F′=k
4Q

4Q
,所以加速度之比
a

F
16 .
答案: 16 r2
二、非选择题(12分) 7.相距L的点电荷A、B的带电荷量分别为+4Q和-Q，引 入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态.求 电荷C的电荷量和放置的位置. 【解析】电荷C位置如图所示,设电荷C的带电荷量为QC， 它受A、B的库仑力作用而平衡，有
k
4Q QC
L x2
=k Q QC
A.F=k q1q2
3R 2
C.F<k q1q2
3R 2
B.F>k q1q2
3R 2
D.无法确定
【解析】选D.因为两球心距离不比球的半径大很多，
所以不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分
布.当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的
两侧，距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸
4.带有等量异种电荷且完全相同的两个小金属球A和
B(可视为点电荷)，相互作用力为F.现在用第三个完全
相同的不带电的小金属球C，先和A接触再和B接触，然
后移去C，则A和B间的作用力为( )
A.引力，大小为F/8
B.引力，大小为F/4
C.斥力，大小为F/8
D.斥力，大小为F/4
【解析】选A.设qA=+q,qB=-q,则有F=k q2 ，且qA′=
r2
q/2,qB′=-q/4,F′=
k
q
A q r2
B


1 q2 8 k r2

F. 8
故A正确.