[推荐学习]2017_2018学年高中物理第1章电荷的相互作用1.2探究电荷相互作用规律学案沪科版选
1.2 探究电荷相互作用规律[先填空] 1．点电荷带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，可将带电体看作带电的点．2．点电荷是一种理想化的物理模型． [再判断]1．点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型．(√) 2．球形带电体一定可以看作点电荷．(×) 3．很大的带电体也有可能看作点电荷．(√) [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作点电荷．[合作探讨]如图121所示，两质量分布均匀，半径为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离也为r .图121探讨1：若计算两球之间的万有引力大小，可否将两金属球看作质点？【提示】可以．探讨2：若两球带等量异种电荷，分析两球之间静电力时，可否将两球看作点电荷？【提示】不能．[核心点击]1．点电荷是物理模型只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，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如果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很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷．一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定．3．注意区分点电荷与元电荷(1)元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值．(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍．1．(多选)下面关于点电荷的说法正确的是( )A．点电荷可以是带电荷量很大的带电体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 CD．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看作点电荷【解析】点电荷是一个理想化的模型，当带电体的大小和形状对作用力的影响可以忽略时带电体可看成点电荷．点电荷不是以带电荷量的多少来确定的，电荷量必须是元电荷的整数倍．故A、D对．【答案】AD2．下列关于点电荷的说法正确的是( )【导学号：29682002】A．任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷B．球状带电体一定可以看成点电荷C．点电荷就是元电荷D．一个带电体能否看成点电荷应以具体情况而定【解析】一个带电球体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此选项D正确，A、B错误；元电荷是电荷量，点电荷是带电体的抽象，两者的内涵不同，所以选项C错．【答案】 D3．下列哪些带电体可视为点电荷( )【导学号：29682003】A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷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】电子和质子在研究的范围非常小，与它的大小差不多时，不能看作点电荷，故A错误；在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷，故B错误；带电的细杆在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷，故C正确；带电的金属球在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷，故D 错误．【答案】 C有关点电荷概念的两点提醒(1)带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否忽略．(2)同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不能看作点电荷．[先填空]1．实验装置(a) (b)图122如图122所示，把两个带同种电荷的相同小球挂在丝线下端，可以看到两球在静电斥力的作用下分开，静止时细线偏离竖直方向θ角．2．实验现象和实验结论(1)内容：真空中两个静止的点电荷之间相互作用力的大小，跟它们的电荷量q 1与q 2的乘积成正比，跟它们的距离r 的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线．(2)表达式：F ＝kq 1q 2r2.式中k 是静电力常量，k 的大小等于9.0×109 N·m 2/C 2. (3)适用条件：真空中的点电荷． [再判断]1．库仑定律可以适用于任何带电体之间库仑力的计算．(×)2．实验表明两个带电体的距离越大，作用力就越小．(√)3．库仑定律既可以计算静电力的大小，还可以判断静电力的方向．(√) [后思考]1．两带电小球间的距离非常小时，库仑力是否会无穷大？【提示】 当r→0时，两球不能看作点电荷，库仑定律不再适用，即r →0时，F 不为无穷大．2．当两带电球相距较近时，F ＝kq 1q 2r 2不再适用，是否意味着两球间不存在库仑力的作用？ 【提示】 当r 较小时，不能用库仑定律计算库仑力的大小，但二者间仍存在库仑力．[合作探讨]如图123所示，两带电金属球的球心相距为r ，两金属球的半径均为R ，且不满足r ≫R .图123探讨1：若两球带同种电荷，两球间的库仑力F 与kq 1q 2r 2间的大小关系如何？ 【提示】 因同种电荷相互排斥，距离大于r ，所以F <kq 1q 2r 2. 探讨2：若两球带异种电荷，两球间的库仑力F 与kq 1q 2r 2间的大小关系如何？ 【提示】 因异种电荷相互吸引，距离小于r ，所以F >kq 1q 2r 2. [核心点击]1．库仑定律的适用对象(1)库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算．(2)两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离．2．应用库仑定律时应注意的问题(1)应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断即可．(2)各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，k 的值才是9.0×109N·m 2/C 2. 3．静电力的叠加库仑力也称为静电力，它具有力的共性．它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的．它具有力的一切性质，它是矢量，合成与分解时遵循平行四边形定则．4．如图124，半径均为r 1的两个金属球，彼此之间的距离为L ，其中L 远远大于球的半径r 1.它们都带正电荷，电荷量分别为Q 1、Q 2，则它们之间的静电力为( )图124A.kQ 1Q 2L ＋2r 1 B.kQ 1Q 2L ＋2r 12C.kQ 1Q 2L 2D.kQ 1Q 2r 21【解析】 将两个金属球看作点电荷，其间距为L ＋2r 1，根据库仑定律F ＝kQ 1Q 2L ＋2r 12，则B 项正确，A 、C 、D 项错误．【答案】 B5．半径相同的两个金属球A 、B (可以看作点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F ，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开，这时A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( )A.F8 B.F4 C.3F 8D.3F 4【解析】 两球相互吸引，说明带异种电荷，设电荷量分别为q ，假设A 球带正电，当第三个不带电的小球C 与A 球接触后，A 、C 两球带的电荷量平分，每球带电荷量为＋q2当再把C 球与B 球接触后，两球的电量先中和再平分，每球的带电量为－q 4，由库仑定律F ＝k q 1q 2r2可知，当移开C 球后，由于r 不变，所以A 、B 两球之间的相互作用力的大小为F 1＝F8，故正确答案为A.【答案】 A6．如图125所示，有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1 cm ，B 、C 电荷量为q B ＝q C ＝1×10－6C ，A 电荷量为q A ＝－2×10－6C ，A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力F 的大小和方向为( )【导学号：29682004】图125A ．180 N ，沿AB 方向 B ．180 3 N ，沿AC 方向 C ．180 N ，沿∠BAC 的角平分线D ．180 3 N ，沿∠BAC 的角平分线【解析】 q B 、q C 电荷对q A 带电金属球的库仑力大小相等，故：F ＝F 1＝F 2＝kq A q B r2＝9×109－6×2×10－60.012N＝180 N两个静电力，夹角为60°，故合力为：F ′＝2F cos 30°＝2×180 N×32＝180 3 N方向沿∠BAC 的角平分线 故选D. 【答案】 D计算库仑力的基本步骤(1)明确研究对象q 1、q 2，特别是电性和电荷量的关系． (2)明确q 1、q 2之间的距离r . (3)根据库仑定律F ＝kq 1q 2r 2列方程． (4)根据同种电荷相斥，异种电荷相吸确定力的方向．。
2018版 第1章 2 点电荷之间的相互作用
2 点电荷之间的相互作用点电荷：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.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 Q1Q2 r2.4．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＝kQ1Q2r2，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．4．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 q1q2 r2B．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＝kq1q2r2知r→0时，F→∞【解析】库仑定律只适用于真空中的点电荷，A错误；B、D中电荷距离太近，不能看做点电荷，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．【答案】 C5．(多选)半径相同的金属球A 、B 带有等量电荷，相距一定距离时，两球间的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 的相互作用力大小可能是( )A ．F 8B ．3F 8C ．3F 4D ．F 4【解析】 金属球A 、B 之间存在着相互作用力即库仑力，利用库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2可知，若当两小球的距离不变时，两球之间的相互作用力的大小与它们之间的带电荷量的乘积成正比．因两个小球的带电性不明确，所以两个小球可能带同种电荷也可能带异种电荷，故两个小球之间的作用力可能是相互吸引力，也可能是相互排斥力．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 .【答案】 AB6．如图1-2-1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：18792019】图1-2-1A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2【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 Q 29r 2，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 Q 2r 2，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.。
2017-2018学年高中物理选修1-1教师用书：第1章 第2节
第2节电荷间的相互作用[先填空]1．电荷量(1)定义：物体所带电荷的多少．(2)单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C.2．点电荷(1)定义：用来代替带电体的只有电荷量没有大小的几何点．(2)意义：是一种理想化的模型．(3)视为点电荷的条件：两个带电体之间的距离比它们自身的尺度大得多．3．电荷量的检验(1)验电器用途：检验物体是否带电，并能粗略判断所带电荷量的多少．(2)验电器构造：一根一端装有光滑金属球的金属杆通过橡胶塞插入玻璃瓶内，在杆的下端连上两片金属箔，如图1-2-1所示．图1-2-1(3)验电器原理：当带电体接触金属球时，带电体上的电荷转移到金属球上，然后传到金属箔上，使金属箔也带同种性质的电荷．由于同性电荷相斥，使两片金属箔相互推开，张开一定的角度．金属箔张开角度的大小，反映了带电体所带电荷的多少．[再判断]1．体积很小的带电体都能看成点电荷．(×)2．带电体之间的相互作用力与电荷量的多少有密切关系．(√)3．带电体接触验电器的金属球时，使金属球和金属箔带异种电荷．(×)4．带电体靠近验电器的金属球时，使金属球和金属箔带同种电荷．(×)[后思考]现实生活中是否存在点电荷？【提示】不存在．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】 D2．下列关于点电荷的说法，正确的是()A．点电荷一定是电量很小的电荷B．点电荷是一种理想化模型，实际并不存在C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷【解析】点电荷是一种理想化模型，实际不存在，带电体能否看做点电荷，并不是由带电体的大小及带电量大小决定，而是看其形状和大小对所研究的问题的结果的影响是否可以忽略，故B正确．【答案】 B3．关于点电荷，下列表述正确的是()【导学号：18152010】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】 B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.[先填空]1．内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑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．2．适用条件：适用于真空中静止的两个点电荷．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电＝k q1q2r2，k称为静电力常量．4．静电力常量：k＝9.0×109_N·m2/C2.[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．库仑定律可适用于任何两带电体之间的相互作用．(×)3．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呢？【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．库仑定律的适用条件(1)真空中，在空气中可认为近似适用．在其他介质中不是没有库仑力，而是库仑力不满足F电＝kQ1Q2r2.(2)点电荷．非点电荷间也存在库仑力，只是公式中的距离无法确定． 2．库仑定律公式的应用(1)计算库仑力的大小：不要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．(2)判断库仑力的方向：由同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引进行判断． (3)作用特点：库仑力具有力的共性，例：两点电荷间的相互作用力也遵循牛顿第三定律．(4)单位：代入数值时，各量必须采用国际单位．4．关于库仑定律的公式F 电＝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 →0 B ．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【解析】 r →∞时，电荷可以看做点电荷，库仑定律的公式适用，由公式可知，它们之间的静电力F →0；r →0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了．【答案】 A5．如图1-2-2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：181520011】图1-2-2A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2【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 Q 29r 2，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 Q 2r 2，正确选项为B.【答案】 B6.如图1-2-3所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q ，那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )【导学号：18152012】图1-2-3A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2 B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2 C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2 D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2【解析】 虽然两球心间的距离L 只有其外半径r 的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律；而本题中由于a 、b 两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离L 只有其外半径r 的3倍，不满足L 远大于r 的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，D正确．【答案】 D库仑定律只适用于点电荷，当两球间距离太小时，不能当点电荷处理，只能根据相互作用特点定性讨论.。
高中物理第一章电荷的相互作用1.1静电现象与电荷守恒课件沪科选修3-
-4
-5×10 C
=-2.5×10-4C 的负电荷,最后让小球 B 与小球 C 接触后,B、C 都带
2
1.5×10-3C-2.5×10-4C
=6.25×10-4C 的正电荷,故最终三小球的电荷量分别为
2
qA=-2.5×10-4C,qB=6.25×10-4C,qC=6.25×10-4C。
答案:-2.5×10-4 C、6.25×10-4 C、6.25×10-4 C
荷的整数倍,故选项 D 正确。
答案:CD
探究一
探究二
探究一三种起电方式的区别和联系
问题导引
我们知道,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电、丝绸带负电。如图所示,用
带电物体靠近导体 A、B,会在导体两端积累电荷,若将 A、B 分开,再拿走原
来的带电物体,导体 A、B 也会带电;另外用导体接触带电物体,也会使导体
等量异种,所以选项 B 错误;A 向 B 逐渐靠近的过程中,B 的左右部分异种电
荷数量总是同步变化,但不连续变化,这是由于任何带电体的电荷量都不是
连续的,只能是元电荷(e=1.60×10-19C)的整数倍,所以选项 C 错误;A、B 接触
后,A 上部分正电荷转移到 B 上,这就发生了接触起电现象,虽然 B 的净电荷
球带同种电荷,相互靠近时必相互排斥;也不可能只有一个带电,因为如果只
有一个带电,另外两个不带电的小球靠近时将不会有作用力。所以只能是
一个不带电,另外两个小球带异种电荷。
答案:D
1
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
4
5
1.A、B 两物体均不带电,相互摩擦后 A 带负电荷,电荷量大小为 Q,则 B 的带
电情况是(
)
A.带正电荷,电荷量大于 Q
2018-2019版高中物理教科版选修1-1课件：第1章 第2节点电荷之间的相互作用 精品
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
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.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.
A.吸引力，先变小后变大 C.排斥力，先变小后变大
图2 B.吸引力，先变大后变小 D.排斥力，先变大后变小
解析 带同种电荷的小球受斥力作用，而距离先越来越近，再越来越远，因为电量保 持不变，距离先减小后增大，故静电力先逐渐增大，后逐渐减小，故A、B、C错误， D正确. 答案 D
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)(2018·盐城学业水平模拟)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.点电荷真实存在 D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，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 点电荷是一个抽象的物理模型，类似于质点模型，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，该带电体可以看作点电荷，故选项D正确. 答案 D
[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
高二物理探究电荷相互作用规律
课堂训练
1、下列说法中正确的是： A .点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是 不存在的． B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 q q 1 2 C .根据 F k 可知，当r 0 时,F ∞
r
2
D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的 尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研 究的问题的影响是否可以忽略不计．
答案：AD．
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思考题
当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是 否可以看做是集中在球心位置的点电荷？
1、如果是两个电荷分布均匀的带电球体可以
2、如果是两个球形带电导体：不可以
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课堂训练
2、两个半径为0.3m的金属球，球心相 距1.0m放置，当他们都带1.5×10−5 C的正电时，相互作用力为F1 ，当 它们分别带+1.5×10−5 C和 −1.5×10−5 C的电量时，相互作用力 为F2 , 则（ ） A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．无法判断 答案：B．
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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、电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
q 1q r
2
3、公式
F k
2
静电力常量：k=9.0×109N· m2/C2
4、方向：同性相斥,异性相吸.
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库仑的实验
5、适用条件 （1）.真空中（空气中近似成立） （2）.点电荷. a.内容：当带电体的大小、形状比起相互 作用的距离小很多时,以至带电体的形状、 大小及电荷分布状况对它们之间作用力的 影响可以忽略不计时，带电体可视为点电 荷. b.点电荷是一个理想化的模型，实际 生活中并不存在。
高中物理第1章电荷的相互作用2探究电荷相互作用规律沪科31沪科3
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1．实验与探究 如图甲所示，把两个带同种电荷的小球挂在丝线下端，可以 看到两球在静电斥力的作用下分开．从图乙由平衡知识可知， F＝Gtan θ，显然，θ 越大，静电力 F 越大．
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(1)保持电量不变，探究静电力的大小跟距离的关系．
操作
距离增大
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点电荷具有相对意义，一个带电实体能否看成点电荷要依据 研究问题的需要，而不是只看形状、大小和电量的多少．
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1. 下 列 关 于 点 电 荷 的 说 法 中 ， 正 确 的 是 () A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B．体积很大的带电体一定不是点电荷 C．当两个带电体的形状对它们相互作用力的影响可忽略时， 这两个带电体可看成点电荷 D．任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷
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(1)当真空中两个电荷间的距离 r→∞时，它们间的静电力 F→0.( √ ) (2)当真空中两个电荷间的距离 r→0 时，它们间的静电力 F→∞.( × ) (3)真空中两点电荷间的静电力不一定相等．( × )
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学案导引
对点电荷的进一步理解
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物理模型——点电荷模型 下列关于点电荷的说法，正确的是( ) A．点电荷一定是电荷量很小的电荷 B．点电荷是一种理想化模型，实际不存在 C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷
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2018版高中物理第1章电荷的相互作用1.3静电与生活课件沪科版
要点总结 1.静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等， 它们的共同原理是：让带电的物质微粒在 电场 力的作用下，奔向并吸附 到带 异种 (填“同种”或“异种”)电荷的电极上. (1)用静电净化空气：电子空气净化器利用风扇将空气送入机内.空气流经正 负电极间时，经过带 正 电的网格，带负电的烟尘等微粒被吸附在其 上；空气又通过带负电的网格，带 正 电的烟尘等微粒被吸附在其上. (2)静电提高喷洒农药效果：静电喷嘴内装有一根带正电的针，喷出的农药 水珠带有大量 正 电荷而农作物叶子一般都带 负 电 ， 带 正 电 的 农 药 水 珠喷洒到农作物上时，就被吸附在叶子上，不会被风吹走.
(3)静电复印、静电植绒都是利用了 静电 的有关知识，其中静电复印 是墨粉被硒鼓上的 静电 吸引，被转移到复印纸上形成文字或图案. 2.在现代科技中，如果想使颗粒、水珠被吸附在物体表面，应使颗粒、 水珠和被吸附的物体带 异种 (填“同种”或“异种”)电荷.如果想使 颗粒尽可能的散开，应使颗粒带上 同种 (填“同种”或“异种”)电荷.
2.防止静电危害的方法有哪些？
答案
(1)在工业生产中，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的 设备和抗静电材料； (2)用导线将设备接地，把电荷导入大地； (3)适当增加工作环境的湿度以让静电随时释放等.
要点总结
1.防止静电危害的基本原则是： (1)控制静电的产生，把产生的静电迅速 引走 以避免静电的积累； (2)通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电. 2.避免静电积累的常用方法有：抗静电处理、静电接地、增加湿度等.
典型例题
例2 电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，主要的原因是 答案 A.灰尘的自然堆积 B.玻璃具有较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
2018版高中物理-第1章-电荷的相互作用-1.2-探究电荷相互作用规律课件-沪科版选修3-1
例3 如图3所示，两个点电荷，电荷量分别为q1＝ 4×10－9 C和q2＝－9×10－9 C，分别固定于相距20 cm 的a、b两点，有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静
图3 止不动，该点电荷所处的位置是 答案 解析
√A.在a点左侧40 cm处
B.在a点右侧8 cm处
C.在b点右侧20 cm处
(3)以上说明，哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因素对作用力的 大小有什么影响？
答案
电荷量和电荷间的距离．电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大， 随着电荷间距离的增大而减小．
2.库仑研究电荷间相互作用的装置叫库仑扭秤，该装置是利用什么方法显 示力的大小？通过库仑的实验，两带电体间的作用力F与距离r的关系如何？
图1
(1)使通草球B处于同一位置，增大或减小其所带的电荷量，通草球B所受 作用力的大小如何变化？
答案
增大通草球B所带的电荷量，其受到的作用力增大；减小通草球B所带 的电荷量，其受到的作用力减小．
(2)保持导体A和通草球B的电荷量不变，改变两者之间的距离，通草球B 所受作用力的大小如何变化？
答案
两者距离增大，作用力变小；距离减小，作用力变大．
D.无法确定
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达标检测
1.(对点电荷的理解)(多选)对点电荷的理解，你认为正确的是 答案 解析
√A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体
B.点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C C.只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看做点电荷
√D.当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电
体都能看做点电荷
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2.(库仑定律的理解与应用)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 答案 解析