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高三物理一轮复习 第七章 第1单元 电荷及其守恒定律、库仑定律学案(无答案)(选修3-1)

第七章第 1 单元 电荷及其守恒定 律、库 仑定律
【学习目标】 1、了解元电荷的含义,理 解电 荷守恒定律的不同表 述。 2、掌握库仑定律,能够解 决有 关的问题。 【自主学习】 一、电荷及电荷守恒 1、自然界 中存在 电荷的多少叫做 电荷,正电荷和负电荷,同种电荷相互 ,单位是库仑,符号是 C。 的整数倍,电荷量 e 称为 和 。 ,异种电荷相互 。

所有带电体的带电量都是电荷量 e= 2、 (1)点电荷是一种

模型,当带电体本身

对研究的问题影响不大时,可以将

带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的,这个特点类似于力学中质点的概念。 (2)使物体带电的实质是 3、使物体带电有方法: 4、电荷既不能 到 ,也不能 、 。 、 , 到另一个物体,或从物体的 ,这就是电荷守恒定律。 转移

,只能从一个物体

,在转移的过程中,电荷的总量

二、库仑定律 1、真空中两个 的距离 r 的 公式 F= 之间的相互作用力 F 的大小,跟它们的 电荷量 Q1、Q2 的乘积成 成 反比,作用力的方向沿着它们的 其中静电力常量 k 。 。 ,跟它们

适用范围:真空中的

4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表: 定律 万有引力定律 (1)都与距离的二次方成反比 (2)都有一个常量 库仑定律 关,有 力,也有 力 关,只有 与两个物体 力 、 有 Q1,Q2,r 共同点 区别 与两个物体 、 有 m1,m2,r 影响大小的因素

【典型例题】 【例 1】M 和 N 是两个不带电的物体,互相摩擦后 M 带正电 1.6×10 A.在摩擦前 M 和 N 的内部没有任何电荷
-10

C,下列判断正确的有(

)

B.摩擦的过程中电子从 M 转移到 N

1

C.N 在摩擦后一定带负电 1.6×10

-10

C

D.M 在摩擦过程中失去 1.6×10

-10

个电子

【例 2】如图 所示,两个完全相同的绝缘金属壳 a、b 的半径为 R,质量为 m,两 球心之间的距离为 l=3R.若使它们带上等量的异种电荷,电荷量为 q,那么两球 之间的万有引力 F 引,库仑力 F 库分别为( )

【例 3】如图所示,在绝缘水平面上静止着两个质量均为 m,电荷量均为+Q 的物体 A 和 B(A、B 均 可视为质点),它们间的距离为 r,与水平面间的动摩擦因数为μ , 则物体 A 受到的摩擦力为( A.μ mg B.0 ) C. k

Q2 r

D.k

Q2 r2

【例 4】如图所示,半径相同的两个金属球 A、B 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.F/8 B.F/4 C.3F/8 D.3F/4 )

【例 5】如图所示,在光滑水平面上固定着两个相距 0.4 m 的点电荷 A、B,A 带电+Q,B 带电-9Q. 现引入第三个点电荷 C, 恰好使 C 点电荷在电场力的作用下处于平衡 状态, 问: C 应带什么性质的电?应放于何处?所带电荷量为多少?

思考:若在光滑水平面上的两个点电荷没有固定呢?

2

【课后训练】 1、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 ,则两球间库仑力的大小为 2 ( ) 1 A. F 12 3 B. F 4 4 C. F 3 D.12F

r

2、把一带正电小球 a 放在光滑 绝缘斜面上,欲使小球 a 能静止在如图所 示的位置,需在 MN 间放一带电小球 b,则( A.b 球带正电,放在 A 点 C.b 球带负电,放在 C 点 )

B.b 球带负电,放在 A 点 D.b 球带正电,放在 C 点
4

3、在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为 10 V/m.已知一半径为 1 mm 的雨滴在此电场中不会下 落, 取重力加速度大小为 10 m/s , 水的密度为 10 kg/m .这雨滴携带的电荷量的最小值约为( A.2×10
-9 2 3 3

)

C

B.4×10

-9

C

C.6×10

-9

C

D.8×10

-9

C

4、如图所示,a、b 是两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们 距水平面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为 α 、β ,且 β >α .若同 时剪断两根细线,空气阻力不计 ,两球带电荷量不变,则( A.a 球的质量比 b 球的大 C.a 球的电荷量比 b 球的大 B.a、b 两球同时落地 D.a、b 两球飞行的水平距离相等 )

5、如图所示,绝缘的细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球 a,a 的表面镀有铝膜, 在 a 的近旁有一绝缘金属球 b,开始时,a、b 都不带电,如图所示,现使 b 带电则( ) A、a、b 间不 发生相互作用 C、b 立即把 a 排斥开 B、b 将吸引 a,吸住后不放 开 D 、b 先吸引 a,接触后又把 a 排斥开

6、如图所示,质量分别是 m1、m2,电荷量分别为 q1、q2 的两个带电小球,分别用长为 l 的绝缘细 线悬挂于同一点,已知:q1>q2,m1>m2,两球静止平衡时的图可能是( )

3

7、如图所示,质量为 m 的小球 A 穿在绝缘细杆上,杆的倾角为 α ,小球 A 带正电,电荷量为 q. 在杆上 B 点处固定一个电荷量为 Q 的正电荷.将 A 由距 B 竖直高度为 H 处无初速释放,小球 A 下滑 过程中电荷量不变. 不计 A 与细杆间的摩擦, 整个装置处在真空中. 已 知静电力常量 k 和重力加速度 g.求: (1)A 球刚释放时的加速度是多大? (2)当 A 球的动能最大时,A 球与 B 点的距离.

4