高中物理《电荷 电荷间的相互作用》 教科版选修1-1
高中物理选修1-1知识点
高中物理选修1-1知识点选修1-1知识点一、电磁现象与规律46.电荷电荷守恒定律1) 自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷。
例如，当玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒带正电；橡胶棒与毛皮摩擦时，橡胶棒带负电。
2) 自然界中两种电荷的总量是守恒的。
使物质带电的过程，就是使电荷从一个物体转移到另一个物体（如摩擦起电和接触带电），或者是从物体的一部分转移到另一部分（静电感应）。
不管何种方式，电荷既不能创造，也不能消失，这就是电荷守恒定律。
3) 自然界任何物体的带电荷量都是元电荷（e=1.6×10^-19C）的整数倍。
电子、质子的电荷量都等于元电荷，但电性不同，前者为负，后者为正。
元电荷是指“电荷量”，不是电子或质子等实物粒子。
4) 使物体带电的方法有三种：接触起电、摩擦起电、感应起电。
47.库仑定律1) 库仑定律的成立条件是真空中静止的点电荷。
2) 如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。
3) 库仑定律的内容是：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
4) 库仑定律的公式为：F=kQ1Q2/r^2，其中k=9.0×10^9N·m^2/C^2.48.电场、电场强度和电场线1) 电场是电荷之间的相互作用通过特殊形式的物质——电场发生的。
电荷的周围都存在电场，它看不见、摸不着，但客观存在。
电场对放入其中的电荷有力的作用。
2) 电场强度是反映电场力的性质的物理量。
它的大小由定义式E=F/q（与F、q无关）决定，其中q为检验电荷，E与q、F无关；方向与正电荷受力方向相同。
3) 电场线的特点是假想的（不存在）、不相交、不闭合。
电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无限远或负电荷。
各点的切线方向反映场强的方向，疏密程度反映场强的大小。
2.点电荷之间的相互作用-教科版选修1-1教案
2. 点电荷之间的相互作用-教科版选修1-1教案一、教学目标1.了解点电荷之间的Coulomb力，能正确计算出系统中各个电荷之间的相互作用力；2.掌握电场概念，能够计算电场强度与电势差；3.能够判断电荷的正负性并应用基本电荷量进行实际计算。
二、教学内容与方法1. 教学内容1.点电荷之间的Coulomb力2.电场、电场强度、电势差2. 教学方法理论课教学内容：1.讲解点电荷之间的Coulomb力；2.讲解电场、电场强度、电势差的概念及计算方法；3.利用多种教学手段（如PPT、小视频等）进行理论讲解。
实验课教学内容：1.制作点电荷；2.通过实验模拟点电荷之间的Coulomb力；3.通过实验探究电场、电场强度、电势差的概念。
三、教学重点与难点1. 教学重点1.掌握点电荷之间的Coulomb力的计算方法；2.掌握电场、电场强度、电势差的计算方法。
2. 教学难点1.点电荷之间的Coulomb力的概念理解；2.电场强度的计算方法。
四、教学时间安排•理论课：4课时•实验课：3课时五、教学评估1. 教学评估内容1.知识点的掌握情况；2.实验操作能力；3.实验报告书写能力。
2. 教学评估方法1.课堂讨论；2.实验观察；3.实验报告。
六、教学资源1.数字化资源：PPT、小视频、在线作业；2.实验用具：点电荷实验装置。
七、教学后记本次教学我认为，通过理论结合实验的方式，可以让学生更加深入地理解电荷之间的相互作用，掌握计算方法，提高实验操作能力，并在实验报告中进行思路清晰的表达和总结。
我们需要在教学中注意加强学生的思辨能力和分析能力，让学生更加主动地去探究科学规律，提高学习效果，提高教学质量和效益。
教科版高中物理选修1-1 第一章第一节 静电现象及其应用 (共21张PPT) 优秀课件2
二、静电的几个根本概念
1.两种电荷：正电荷和负电荷。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.
2.电荷量Q:物体所带电荷的多少,单位C.
3.元电荷e:一个电子所带的电荷量的绝对值. e =1.60×10-19 C
任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍Q=ne (n∈Z)
一个电子所带的电荷量: -1.60×10-19 C
问题：是什么电荷发生了转移？ 自由电子发生了转移
物体带正电是由于失去电子； 物体带负电是由于得到电子。
2、接触带电
AB
接触后 再分开
1Q 1Q
2
2
AB
Q 3Q
CD
接触后 再分开
C
D
实质：电荷从一个物体转移到另一个物体，电 荷总量不变
认识静电感应
金属导电机理： 金属内有自由移动的电子
自由电子 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。
4、比荷q/m：带电体的电荷量和质量的比值
三、几种带电现象的微观解释
思考与讨论: 〔1〕为什么玻璃棒带正电, 橡胶棒带负电? 〔2〕摩擦起电的实质是什么?
1、摩擦起电
质子 带(带正正电电 )
原原子子核核
原原子子
中子 不(不正带电电)
电子 带(带负负电电 )
实质：是电荷从一个物体转移到另一个物体. 电荷总量不变.
＋＋－＋－＋－＋－
＋
＋－
＋－
＋－
＋－
＋
－＋ －
－＋
－
＋
＋
＋
－＋
－ －＋ －
＋
＋
＋
－＋ －
－＋
－
＋
－＋
2020-2021学年高二上学期物理教科版选修1-1第一章第二节点电荷之间的相互作用 课件
核心要点突破
一、 如何正确认识点电荷
点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化 的模型，点电荷是为了研究问题的方便引入的物 理模型，相当于力学中的质点，是一种科学的抽 象．当带电体之间的距离远远大于自身的大小时, 带电体的形状、大小及电荷分布情况对相互作用 力的影响可以忽略不计，就可以把这个带电体看 做一个带电的几何点，即看成点电荷．
课前自主学案
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 1．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的 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__不__计___ 时 ， 这 样 的 带 电 体 就 可 以 看 做 带电的点，叫做点电荷． 2．探究结论：电荷之间的相互作用力随电荷 量的增大而_增__大__，随它们之间距离的增大而 _减__小___．
距离时，带电体可以看做点电荷．
【精讲精析】 因为两球心距离不比球的半径
大很多，所以两带电球不能看做点电荷，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，电荷中心距 离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引， 分布
于最近的一侧，电荷中心距离小于 3R，如图 1－2 －1 所示．所以静电力可能小于 kq31Rq22，也可能大 于 kq31Rq22 ，D 正确．
二、如何正确理解和应用库仑定律 1．库仑力的理解：库仑定律仅适用于真空中静止的 两个点电荷间的相互作用的理想情况．
有人根据 F＝kQr1Q2 2推出当 r→0 时，F→∞，从数学 角度分析似乎正确，但从物理意义上分析，这种看 法是错误的．因为当 r→0 时，两带电体已不能看做 点电荷，库仑定律及其公式也就不再适用，不能成 立了．例如：两个导体球，中心之间的距离为 r，则 两球带同种电荷时，F＜kQr1Q2 2；两球带异种电荷时， F＞kQr1Q2 2.
高中物理《电荷、电荷间的相互作用》教案教科版选修1_1
《电荷、电荷间的相互作用》教学目标：1． 知道两种电荷及其相互作用，知道电荷守恒定律；2． 了解静电感应现象，知道静电感应不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开；3． 掌握库仑定律，并会用库仑定律的公式进行计算；能力培养：1． 通过观察实验，培养学生观察、分析、总结的能力；2． 通过阅读培养学生发现问题能力、解决问题能力；重 点：1． 两种电荷及其相互作用，电荷守恒定律；2． 掌握库仑定律，并会用库仑定律的公式进行计算；难 点：1．两种电荷及其相互作用，电荷守恒定律；2．掌握库仑定律，并会用库仑定律的公式进行计算；关 键：1．教师进行恰当的举例来让学生实际感受；2．讲清摩擦起电、静电感应的实质，使学生了解二者的实质；※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ 教学过程：◆复习提问：1． 能量守恒与转化定律的内容？2． 万有引力定律的内容？◆引入新课：我们已经研究了热学，下面我们研究一下电学。
◆新授课：一．电荷的基本知识：1． 起电方式：（1）摩擦带电：电子的转移——电子从一个物体转移到另外一个物体。
（2）感应带电：电子的转移——电子从物体的一个部分转移到物体的另外一个部分。
（3）接触带电：电量平分规律——两个完全相同的金属球，接触后电量平分C Q 91109-⨯=与C Q 92105-⨯=接触后各自带有C Q Q 1921107-⨯==；C Q 91109-⨯=与C Q 92105-⨯-=接触后各自带有C Q Q 1921102-⨯==；2．元电荷：C e 19106.1-⨯=；3．电荷守恒定律：电荷既不能被创生，也不能被消灭，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外一部分。
二．库仑定律：1． 内容：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力跟它们所带电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2． 公式：221rQ Q k F =，229/109C m N k ⋅⨯=；3． 公式适用条件： （1）真空、静止（2）点电荷（3）匀质带电球体：4． 物理意义：使电学的发展进入了定量计算的阶段。
2019-2020学年物理教科版选修1-1学案：第一章2 点电荷之间的相互作用 Word版含答案
2 点电荷之间的相互作用1.知道点电荷的概念，知道点电荷是一种理想化的模型，认识理想化模型，了解理想化方法在物理学研究中所起的作用．2．了解电荷间的相互作用规律．知道库仑定律，能利用库仑定律计算真空中静止的两点电荷间的相互作用力． 3.了解类比方法，知道类比方法在物理学发展中所起的作用．[学生用书P4]一、探究影响电荷间作用力大小的因素课本P 6～7的实验说明了决定电荷间相互作用的因素有：1．两电荷间的距离：电荷间相互作用力随电荷间距离的增大而减小． 2．电荷量：电荷间相互作用力随电荷量的增大而增大． 二、库仑定律 1．点电荷当带电体间的距离远大于它们的大小，以至带电体的形状、大小可以忽略不计时，可以认为带电体所带的电荷量集中在一个“点”上，这样的带电体称为点电荷．2．库仑定律(1)内容：真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．这就是库仑定律．(2)适用条件：库仑定律适用于真空中的两个点电荷．对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律．(3)公式：F ＝k Q 1Q 2r2． (4)静电力常量k ：在国际单位制中，k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2.k 的物理意义是当两个电荷量为1 C 的点电荷在真空中相距1 m 时，相互作用力是9.0×109 N.对点电荷的认识[学生用书P4]1．带电体能看做点电荷的条件：带电体间的距离远大于带电体本身的线度．2．对点电荷的理解：点电荷跟运动的描述中学过的质点一样，是理想化的物理模型，实际上并不存在．但实际的带电体满足一定的条件即可看做点电荷．3．点电荷具有相对意义，带电体的尺寸不一定很小，一个带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于该带电体的线度与它到与它发生作用的其他带电体间的距离的关系．另外，一般情况下对电荷量不作限制，电性也有正负之分．关于点电荷，以下说法正确的是( )A ．足够小的电荷，就是点电荷B ．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷C ．点电荷是一种理想化的模型D ．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计[解析] 一个带电体能否看成点电荷，不是依据其大小和形状，而是看在研究问题时，其大小和形状对研究的问题影响程度是否能够忽略，因此实际的点电荷是不存在的，点电荷是一种理想化模型，是为了研究问题的方便而引入的一个概念．故选项C 、D 正确．[答案] CD库仑定律的应用[学生用书P5]1．库仑定律的适用条件：真空中两个点电荷间的相互作用，但两个均匀带电球体相距较远时也可视为点电荷，r 为两个球体的球心距离．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，但可以用一组点电荷来代替实际的带电体，从而完成问题的求解．2．库仑力是一种性质力，具有力的一切性质：矢量性、相互性等．相互作用的两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律，即两个点电荷(不论其电荷量是否相等)所受库仑力大小相等、方向相反．当多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律，任一点电荷所受的库仑力可利用求力的合成的平行四边形定则求出．3．在使用公式F ＝k Q 1Q 2r2时，Q 1、Q 2可只代入绝对值计算库仑力的大小，库仑力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断．4．不能单纯从数学意义上理解F ＝k Q 1Q 2r2，以为r 趋于零时，便可得到F 为无穷大，事实上，当r 趋于零时，带电体便不能看成点电荷了，此公式也不再适用了．如图所示，两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量均为Q ，两球间的静电力为下列选项中的( )A ．等于k Q 29r2 B ．大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r2[解析] 两球间距和球本身大小差不多，不符合简化成点电荷的条件，因为库仑定律的公式仅适用于点电荷，所以不能用该公式计算．我们可以根据电荷间的相互作用规律做一个定性分析．由于两带电体带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r 小．由库仑定律，静电力一定大于k Q 29r 2，电荷间的吸引不会使电荷全部集中在相距为r 的两点上，所以静电力不等于k Q 2r2.正确选项为B. [答案] B(1)保持两个点电荷的距离不变，若把每个点电荷的电荷量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的________倍；(2)保持两个点电荷的电荷量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的________；(3)保持其中一个点电荷的电荷量不变，另一个点电荷的电荷量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的________倍．解析：该题用库仑定律进行比例计算即可．(1)设两个点电荷间的距离为r ，电荷量分别为Q 1、Q 2，原来的作用力为F 1，后来的作用力为F 2，则F 1＝k Q 1Q 2r 2，F 2＝k 2Q 1·2Q 2r 2，则F 2F 1＝4. (2)F 1＝k Q 1Q 2r 2，F 2＝k Q 1Q 2（3r ）2，则F 2F 1＝19. (3)F 1＝k Q 1Q 2r 2，F 2＝k ·4Q 1·Q 2R2 由F 2＝F 1得R r＝2. 答案：(1)4 (2)1/9 (3)2[随堂检测][学生用书P5]1．关于点电荷的概念，下列说法正确的是( )A ．当两个带电体的形状对它们之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B ．只有体积很小的带电体才能看做点电荷C ．体积很大的带电体一定不能看做点电荷D ．对于任何带电球体，总可以把它看做电荷全部集中在球心的点电荷解析：选A.带电体是否能看做点电荷应根据实际研究的问题而定，不能认为带电体很小就一定可以视为点电荷．由此分析B 、C 错．D 选项中，带电体很近时，由于电荷间的相互作用，将电荷看做集中在球心不合理．故选A.2．对于库仑定律，下列说法正确的是( )A ．凡计算两个点电荷间的作用力，就可以使用公式F ＝k Q 1Q 2r 2B ．两个带电小球即使距离非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．由公式F ＝kQ 1Q 2r 2知r →0时，F →∞ 解析：选C.库仑定律只适用于真空中的点电荷，A 错误；B 、D 中距离太近时，带电体不能看成点电荷，故B 、D 都错误；两点电荷间的库仑力遵守牛顿第三定律，故C 正确．3．A 、B 两个点电荷之间的距离恒定，当其他电荷移到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 ．不能确定解析：选C.根据库仑定律知，两个点电荷之间的库仑力只由两个电荷的电量和它们间的距离来确定，因此它们之间的库仑力不会受到外界的影响．选项C 正确．4．半径相同的金属球A 、B 带有等量电荷，相距一定距离时，两球之间相互作用的库仑力为F .今让第三个与A 、B 相同的不带电的金属球C 先后与A 、B 接触后再移开，此时A 、B 间的相互作用力大小可能是( )A.F 8B ．3F 8 C.3F 4 D ．F 4解析：选AB.若两球所带电荷为同种电荷时，C 分别与A 、B 相接触后，电荷量直接平均分配，最后A 、B 的带电荷量分别为原来的12和34.故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的38，即3F 8.若两球所带电荷为异种电荷时，C 分别与A 、B 相接触，电荷量先中和，再平均分配，最后A 、B 的带电荷量分别为原来的12和14，故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的18，即18F .故选项A 、B 正确．5．两个很小的带同种电荷的小球A 和B ，用绝缘细线连在一起，如图所示，A 球质量m A ＝1.0×10－3 kg ，电荷量为q A ＝2.0×10－8 C ，B 球质量m B ＝2.0×10－3 kg ，电荷量为q B ＝3.0×10－8 C ，两球心相距r ＝3.0×10－2 m ，两条细线上的拉力分别为多少？(g 取10 m/s 2)解析：把AB 看成一个整体，则上端细线拉力F 上＝(m A ＋m B )g ＝3.0×10－2 N ，再以B 为研究对象，则对B 有：m B g ＋k q A q B r2＝F 下， 代入数据可得F 下＝2.6×10－2 N.答案：F 上＝3.0×10－2N F 下＝2.6×10－2 N[课时作业][学生用书P63(单独成册)]一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．电子和质子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以视为点电荷D ．带电的金属球一定不能视为点电荷解析：选BC.带电体能否视为点电荷，决定于其大小、形状及电荷量分布对所研究问题的影响是否可以忽略不计．同一个带电体可能有的问题里面可视为点电荷，但在其他问题里面则不可以，故选项A 、D 错，选项C 对．均匀带电的绝缘球带电荷量的分布不受其他带电体的影响，可等效为一个带等量电荷、位于球心的点电荷，故选项B 对．2．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最小的带电体B ．根据F ＝k Q 1Q 2r2，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大 C ．带电量分别为Q 和3Q 的点电荷A 、B 相互作用时，B 受到的静电力是A 受到的静电力的3倍D ．库仑定律的适用条件是：真空和点电荷解析：选D.由于点电荷具有相对意义，带电体的尺寸不一定很小，一个带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于该带电体的线度与它到与它发生作用的其他带电体间的距离的关系，故A 选项错误；当两个带电体间的距离趋近于零时，两个带电体不能看做点电荷，则库仑定律不适用，故B 选项错误；由于两个点电荷之间的库仑力遵循牛顿第三定律：等大、反向，故C 选项错误；又库仑定律的适用条件是：真空和点电荷，故D 选项正确．3．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，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度释放，则此电子粉尘( )A ．向星球下落B ．仍在原处悬浮C ．推向太空D ．无法推断解析：选B.原电子粉尘悬浮，意味着k Qq r 2＝G Mm r 2成立，可以看出该等式成立条件与r 无关，所以同样的浮尘距星球表面较远的地方，所受库仑力与万有引力仍平衡，故选项B 正确．4．将一定量电荷Q 分给A 、B 两绝缘导体小球，要使两球相隔一定距离时有最大的作用力，则A 球电荷量q 应为( )A.Q 3B ．Q 2 C.23Q D ．45Q 解析：选B.F ＝k q （Q －q ）r 2，当q ＝Q －q ，即q ＝Q 2时F 最大． 5．在真空中一直线上依次排列三个点电荷A 、B 、C ，都处于平衡状态，若三个电荷的电荷量、电性及间距都未知，则根据平衡能够判定( )A ．A 、B 、C 分别带什么电B ．A 、B 、C 中哪几个电荷同号、哪几个异号C ．A 、B 、C 带电荷量的大小关系D ．哪一个电荷的电荷量最小解析：选BD.中间所放电荷与两侧电荷电性相异，中间所放电荷的电荷量最小．6．如图所示，在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A 、B 、C (可视为质点)．若它们恰能处于平衡状态．那么这三个小球所带的电荷量及电性的关系，下面的情况可能的是( )A ．－9、4、－36B ．4、9、36C ．－3、2、8D ．3、－2、6解析：选A.要使每个小球都处于平衡状态，必须使其他两个小球对它的库仑力大小相等、方向相反．对中间小球B 必须满足F AB ＝F CB ，故由库仑定律知Q A 和Q B 必须为异种电荷．再以A 球(C 球也可以)为研究对象知F CA ＝F BA (如图所示)，即k Q A Q C r 23＝k Q A Q B r 21.由于r 3＝r 1＋r 2>r 1，因此可知Q B <Q C ，同理Q B <Q A (Q A 、Q B 、Q C 分别表示电荷量大小)，再由相互间库仑力大小相等得k Q A Q C r 23＝k Q B Q A r 21＝k Q B Q C r 22.即有Q A Q C r 3＝Q B Q A r 1＝Q B Q C r 2，又考虑到r 3＝r 1＋r 2，此式为三球平衡时所带电荷量大小关系，将选项代入上式可知选项A 正确．7．如图所示，已知带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA ＝OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点．静止时A 、B 相距为d .为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法( )A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍解析：选BD.由B 的共点力平衡图知F m B g ＝d L ，而F ＝kQ A Q B d 2，可知d ＝3kQ A Q B L m B g，故选项B 、D 正确．8．在光滑绝缘的水平面上有两个带电小球A 和B ，A 带正电且固定，B 带负电由静止释放．某时刻，B 球的速度是v 0，分析此后B 球与A 球相碰前的运动，下列选项中能正确反映其速度变化情况的图像是( )解析：选C.A 、B 带异种电荷，相互吸引，运动过程中距离变小，由F ＝k Q 1Q 2r2知，它们之间静电引力变大，因此其加速度变大，所以C 项正确．9．如图所示，完全相同的金属小球A 和B 带有等量电荷，系在一个轻质绝缘弹簧两端，放在光滑绝缘水平面上，由于电荷间的相互作用，弹簧比原来缩短了x 0，现将不带电的与A 、B 完全相同的金属球C 先与A 球接触一下，再与B 球接触一下，然后拿走，重新平衡后的弹簧的压缩量变为( ) A.14x 0 B ．18x 0 C ．大于18x 0 D ．小于18x 0 解析：选D.因为原来弹簧处于压缩状态，A 、B 两球带的肯定是等量异种电荷．将不带电的与A 、B 完全相同的金属球C 先与A 接触后，A 的电荷量将分一半给C ，当C 再与B 接触时，C 、B 的异种电荷先中和，然后B 、C 再平分，这样B 的带电荷量将为原来的14.此时如果仅根据库仑定律F ＝k q A q B r 2，得出库仑力变为原来的18，弹簧弹力也要减小为原来的18才能平衡，因而弹簧压缩量将变为原来的18，将错选B.实际上，当弹簧压缩量减小后，长度变大，综合考虑这些因素，弹簧弹力应小于原来的18才能平衡，因而正确选项为D. 二、非选择题10．三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 球不带电，今将A 、B 固定起来，然后让C 反复与A 、B 球接触，最后移去C 球，求A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍？解析：C 与A 、B 反复接触，最后A 、B 、C 三球电荷量均分，即q A ′＝q B ′＝q C ′＝7Q ＋（－Q ）3＝2Q A 、B 间的作用力F ′＝k ·2Q ·2Q r 2＝4kQ 2r 2 原来A 、B 间作用力F ＝k 7Q ·Q r 2＝7kQ 2r 2 所以F ′F ＝47. 答案：47。
2021年高中物理选修1-1课件：1.1电荷+库仑定律
一、电荷
1、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）
（1）正电荷：
+
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：
_
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
演示正电与负电
（3）自由电子和离子：
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 自由电子。
失去电子的原子便成为带正电的离子，称为 正离子；得到电子的原子便成为带负电的离 子，称为负离子。
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。15:24:2515:24:2515:242/6/2021 3:24:25 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.2.615:24:2515:24Feb-216-Feb-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。15:24:2515:24:2515:24Saturday, February 06, 2021 13、志不立，天下无可成之事。21.2.621.2.615:24:2515:24:25February 6, 2021
五、点电荷
1、定义： 忽略带电体的形状、大小及电荷分布状
况，把这样的带电体看做带电的点，叫做点 电荷。 2、理解： 1）点电荷是只有电荷量，没有大小、形状 的理想化模型，实际并不存在 2）一个带电体能否看做点电荷，是相对于 具体]：带电物体A吸引物体B，则说明B物体
（4）电荷性质：
同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引
演示正负电荷的相互作用
2、使物体带电的三种方法：
（1）摩擦起电
微观解释： 在摩擦起电的过程中，一些被原子核束 缚得不紧的电子转移到另一个物体上 得到电子：带负电 失去电子：带正电
摩擦起电
–+ +
高中物理(教科版选修1-1)教师用书：第1章 2 点电荷之间的相互作用 含答案
学 习 目 标知 识 脉 络1.知道点电荷是一种理想化模型.2.了解电荷间的相互作用规律，知道库仑定律．(重点)3.能利用库仑定律计算真空中静止的两点电荷间的相互作用力．(重点、难点)点 电 荷[先填空]点电荷：当带电体间的距离远大于它们的大小，以至带电体的形状、大小可以忽略不计时，在这种情况下，我们就可以认为带电体所带的电荷量集中在一个“点”上，这样的带电体称为点电荷．与力学中把物体看成质点的情况相似，点电荷也是一种理想化的物理模型．[再判断]1．点电荷就是体积足够小的电荷．(×)2．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体．(×)3．体积大的带电体一定不能看成点电荷．(×)[后思考]带电体在什么情况下可以看做点电荷？【提示】研究电荷之间的相互作用力时，当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可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷．1．点电荷点电荷是没有大小和形状，且具有电荷量的理想化模型．实际并不存在，它只是为了研究问题方便而人为抽象出来的．2．带电体视为点电荷的条件带电体间的距离比它们自身尺度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以视为点电荷．忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题起关键作用的电荷量，这样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用到此方法．一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定．1．关于点电荷，下列表述正确的是( )A．任何带电体都能看作点电荷B．点电荷是实际带电体的理想化模型C．只有带电量很小的带电体才能看作点电荷D．只有质量很小的带电体才能看作点电荷【解析】带电体能否被看做点电荷，决定于带电体的大小、形状、电荷量分布等对所研究问题的影响是否可以忽略不计．并不是体积小的就可以视为点电荷，而体积大的就不能视为点电荷，在研究的问题里面，只要形状、体积等因素的影响可以忽略就可以视为点电荷．故选项B正确．【答案】B2．关于点电荷的说法，正确的是( )A．研究两颗带电星体间的相互作用力时一定不能将其视为点电荷B．点电荷一定是电荷量小的带电体C．点电荷一定是电荷量大的物体D．两带电小球，当它们的距离远大于半径，体积对作用力的影响就可忽略不计，带电体可视为点电荷【解析】尽管天体体积很大，但若其间距远大于半径时，其体积的影响可忽略，可以视为点电荷，故选项A不对，选项D正确．带电体能否被视为点电荷与所带电荷量的多少无关，故选项B、C不对．【答案】D3．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电荷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能看成点电荷D．当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看成点电荷【解析】带电体能否看成点电荷，不能以体积大小，带电荷量多少而论．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D正确．【答案】D突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，来简化研究的问题，是物理学中常用的研究方法.库 仑 定 律[先填空]1．库仑定律的内容：真空中两个静止的点电荷间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．电荷间的这种相互作用力称为静电力或库仑力．2．适用条件：库仑定律适用于真空中的静止的两点电荷．对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律．3．公式：F电＝k.4．静电力常量：k＝9.0×109_N·m2/C2.5．在使用这个公式时要注意：如果Q1和Q2的符号相反，它们之间的相互作用力是吸引力；如果Q1和Q2的符号相同，则它们之间的相互作用力是排斥力．[再判断]1．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力的大小．(×)2．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等．(√)[后思考]微观带电粒子之间既有库仑力又有万有引力且它们都与距离的二次方成反比，但我们为什么往往不计万有引力？【提示】如氮原子中电子和原子核之间，分别求其万有引力和库仑力，结果库仑力是万有引力的1039倍，万有引力远小于库仑力，所以可以忽略不计．1．注意库仑定律的适用条件：库仑定律仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作用，在空气中可认为近似适用．2．在理解库仑定律时，有人根据公式F＝，设想当r→0时可得出F→∞的结论．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．也就是r→0时，不能再利用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．3．在应用库仑定律解决问题时注意：首先，在计算库仑力的大小时，不必将表示电性的符号代入公式计算，只将电荷量的绝对值代入即可；其次，再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的规律判断力的方向；最后，计算过程中注意统一单位，各量必须都采用国际单位制．4．库仑定律只适用真空中两个点电荷的相互作用，若两个均匀带电球体被视为点电荷，r应指两球体的球心距离．5．库仑定律和万有引力定律相比较：两者都是与距离的平方成反比，适用条件分别是真空中的点电荷和质点．库仑力可能是引力也可能是斥力，而万有引力只能是引力．若两个小球带同种电荷，C分别与A、B相接触后，电荷量直接平均分配，最后A、B的带电荷量剩下原来的和.故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的，即.若两个小球带异种电荷，C分别与A、B相接触后，电荷量先中和，再平均分配，最后A、B的带电荷量剩下原来的和，故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的，即F.【答案】AB6．如图121所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量均为Q，两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )【导学号：187920xx】图121A．等于k B．大于k Q29r2C．小于k D．等于k Q2r2【解析】两球间距和球本身大小差不多，不符合简化成点电荷的条件，因为库仑定律的公式计算仅适用于点电荷，所以不能用该公式计算．我们可以根据电荷间的相互作用规律作一个定性分析．由于两带电体带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r小．由库仑定律知，静电力一定大于k，电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为r的两点上，所以静电力也不等于k，正确选项为B.【答案】B本题若不考虑到库仑定律的适用条件，很容易根据库仑定律计算选择A.实际上在本题中两球不符合简化成点电荷的条件，因此不能用库仑定律计算.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• [目标定位] 1.探究影响点电荷间相互作用的因素， 掌握类比推理的思想方法.2.知道点电荷的概念．知 道点电荷是一种理想化的物理模型.3.理解库仑定律 的含义和适用条件，学习用库仑定律解决简单的问 题.4.了解库仑扭秤的结构和原理．
• 一、库仑定律
1．内容：真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟 它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用 力的方向在它们的连线上．
• 针对训练1 (单选)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，这两个带电体可看作 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
• 答案 B
• 解析 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．
• 针对训练2 (单选)如图1－2－3所示，两个 半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球 面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量 为Q，两球之间的静电力 •( )
图1－2－3
• 二、对库仑定律的理解
• 1．库仑定律的适用条件：适用于真空中的 点电荷．真空中的电荷若不是点电荷，如 图1－2－1所示，同种电荷时，实际距离会 增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距 离会减小，如图(b)所示．
图1－2－1
• 2．用公式计算库仑力的大小时，只将电荷 量的绝对值代入公式中计算出力的大小， 力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相 吸加以判断．
2．表达式：F＝kQr12Q2，其中 k 静电力常量，在国际单位制中， k＝9.0×109 N·m2/C2.
3．适用条件：(1)真空中；(2)静止的点电荷．
• 4．点电荷
• (1)定义：当带电体间的距离远大于它们 的大小，以至带电体的 形状 、 大小 可以 忽略不计时，可以认为带电体所带的电荷 量集中在一个“点”上，这样的带电体称 为点电荷．
• 一、对点电荷的理解
• 1．点电荷指的是一种没有大小的带电体．
• 2．看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们 自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和 电荷的分布对相互作用力的影响可以忽略不计， 这样的带电体就可以看成点电荷．
• 【例1】 (单选)(2012·广东省学业水平考试) 关于点电荷，下列表述正确的是
•( )
图1－2－2
• A．随距离的减小而增大 • B．随距离的减小而减小 • C．随电荷量的减小而增大 • D．随电荷量的减小而减小
• 答案 A
• 解析 丝线与竖直方向的夹角增大说明电 荷间的作用力增大，在该题中A、B的电荷 量不变，随着A、B间距离的减小电荷间的 作用力增大，表明电荷间的作用力随距离 的减小而增大，选项A正确．
• 3．个点电荷间的库仑力遵从牛顿第三定 律，不管两带电体带电量大小如何，它们 之间的库仑力大小总是相等的．
• 【例2】 (单选)(2013·江苏水平测试)如图 1－2－2所示，小球A固定在绝缘支架上， 小球B用丝线悬挂，两小球均带有正电 荷．现将A向右移近B，观察到丝线与竖直 方向的夹角增大， 这表明电荷间的作用力
• (2)点电荷是一种 理想化 的模型．
想一想： 有一位同学由库仑定律的表达式 F＝kQr12Q2得到当 r→0 时，静 电力 F→∞.这种说法正确吗？为什么？ 答案 不正确．从数学角度分析这是必然的结论，但从物理的 角度分析，这一结论是错误的，其原因是：当 r→0 时，两电荷 已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小 和形状，根本不会出现 r＝0 的情况，也就是说，在 r→0 时不 能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．
•( )
• A．任何带电体都能看作点电荷
• B．点电荷是实际带电体的理想化模型
• C．只有带电量很小的带电体才能看作点 电荷
• D．只有质量很小的带电体才能看作点电 荷
• 答案 B
• 解析 点电荷是一个抽象的物理模型，类 似于质点模型．不是所有的带电体都能看 作点电荷，带电体的形状和大小对电学特 征影响很小，以至于可以忽略时，该带电 体才可以看做点电荷．选项B正确．