高考物理一轮复习教学案精品集61电荷守恒定律库仑定律doc高中物理

选修3-1第六章电场本章概览1.本章主要是对电场中的根本概念、规律的掌握，带电粒子在电场中运动的处理方法及应用。2.本章巧妙地把电场性质与力学中的牛顿运动定律、动能定理、功能关系等有机结合，作为力电综合题型，能有效考察综合分析问题的能力。属每年高考必考内容。3.高考中以选择题形式考察对根底知识的理解，以计算题形式把场的性质、运动学规律、功能关系等知识综合在一起。第一课时库仑定律4/4考点剖析【教学要求】1．了解电荷及其守恒定律2．理解库仑定律，知道静电力常量，用库仑定律进展有关的计算。【知识再现】一、电荷1．两种电荷：正电荷、负电荷2．电荷量：电荷量是指_____________．单位是__________；物体不带电实质是__________；物体带电实质是______________;3．元电荷：电子所带电荷量e＝1.60×10-19C，实验说明：所有带电体的电荷量都是e的________，因此_____________称为元电荷，4．点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的_____可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷．说明:点电荷是________，实际不存在．二、电荷守恒定律1．___________也叫做起电，物体有三种起电方式，分别是：①_______；②_______；③_______．2．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消失，它们只能从___________转移到_________，或者从_______________转移到_______________，电荷的总量保持不变。此结论叫电荷守恒定律．三、库仑定律1．库仑定律的内容：真空中两个点电荷间的相互作用力，跟______________成正比，跟_________成反比，作用力的方向在_____________。数学表达式为：_____________________________2．适用条件：库仑定律适用于____________。对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律．3．关于静电常量k：k为静电常量，在国际单位制中，k＝________．它的单位为导出单位．k的物理意义是：_______________________________重点突破知识点一电荷守恒定律的理解两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后再进展电荷的重新分配，假设不受外界影响，两个外形完全相同的导体接触后所带电荷量相等．【应用1】两个相同的金属小球所带电量不同，小球间相距一定距离时有相互作用的库仑力。如果将它们相互接触一下，再放到原来的位置，那么两金属小球之间库仑力的变化情况是()A、如果相互接触前库仑力是引力，那么相互接触后库仑力仍是引力4/4\nB、如果相互接触前库仑力是引力，那么相互接触后库仑力是斥力C、如果相互接触前库仑力是斥力，那么相互接触后库仑力一定增大D、如果相互接触前库仑力是斥力，那么相互接触后库仑力一定减小导示:如果相互接触前库仑力是引力，那么两个电荷是异种电荷，它们相互接触中和后带等量同种电荷，带电性质与原来电量大的相同，所以库仑力是斥力。如果相互接触前库仑力是斥力，那么两个电荷是同种电荷，它们相互接触后带等量同种电荷，电量乘积比原来大，那么相互接触后库仑力一定增大。应选BC。此题中用到数学中定和求积的极值问题，即两个变量和一定，当两者相等时，积有最大值。知识点二库仑定律的适用条件库仑定律的适用条件是真空中的点电荷．当两个较大的金属球距离较近时，由于异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斤，使电荷的分布发生变化，电荷间的距离不再是两球心间的距离．【应用2】半径为R的两个较大金属球放在绝缘桌面上，假设两球都带等量同种电荷Q时相互之间静电力为F1，两球带等量异种电荷Q与-Q时静电力为F2，那么（）A．F1＞F2B．F1<F2C．F1=F2D．不能确定导示:题中放在桌面上的是两个较大金属球，因此不能把它们当作点电荷；假设两球都带等量同种电荷Q时，因为同性相斥，电荷之间的距离大于两球心之间距离；两球带等量异种电荷Q与-Q时，因为异性相吸，电荷之间的距离小于两球心之间距离；根据库仑定律公式可知F1<F2。应选B。方法探究类型一同一直线上三个电荷平衡问题【例1】如以下图，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为L1,q2与q3之间的距离为L2，且每个电荷都处于平衡状态．那么（1）如果q2为正电荷，那么q1为电荷，q3为电荷．（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是：：导示:（1）每个电荷均处于平衡状态，即要求每个电荷所受合力应为零，因q2为正电荷，显然q1、q3应为负电荷．（2）由库仑定律，可得平衡方程：对q1有：对q2有：对q3有：解以上三式得：q1：q2：q3=答案（1）负负（2）三个点电荷受库仑力平衡，那么三个电荷一定共线，且同种电荷在两边，中间为异种电荷，电量最小；旁边与中间的距离近，电量应小，距离远，电量应大。可简单记为“同夹异、大夹小、近小远大”。类型二库仑定律与平衡条件的结合问题库仑定律在力学中应用问题多以平衡状态出现，正确受力分析是解决此类问题的关键。4/4\n【例2】竖直墙面光滑且绝缘，地面粗糙也绝缘，小球A、B带有同种电荷，用指向墙面的水平力F作用于小球B．两球分别静止在竖直墙面和水平地面上，如以下图，假设将小球B向左推动少许，当两球重新到达平衡时，作用于B的水平力仍为F，与原来的平衡状态相比较()A．地面对B球摩擦力变大B．地面对B球支持力变大C．竖直墙面对小球A的弹力变大D．AB两球之间距离变大导示:此题先用整体法分析A、B受力，可知B受地面支持力与整体重力相等，故地面对B球支持力不变；然后再分别隔离A、B进展受力分析，易知地面对B球摩擦力、竖直墙面对小球A的弹力都变小，A、B之间的库仑力也变小，两球之间的距离变大。应选D。类型三评价分析题θθAB【例3】我们知道，验电器无法定量测定物体的带电量．学校实验室也没有其他定量测定电量的仪器．某研究性学习小组设计了一定量测定轻质小球带电量的方案如下：取两个完全相同的轻质小球，用天平测出小球的质量m，然后让小球带上相同的电量Q，并将两个带电小球用相同的绝缘轻质细线如以下图悬挂（悬线长度远大于小球半径），测出稳定后悬线偏离竖直方向的夹角θ等物理量，从而算出小球的电量Q．你认为该设计方案是否可行，假设可行，那么还需测量哪些物理量才能求出小球所带的电量，用字母表示该物理量，并写出小球所带电量的表达式及其推导的过程．假设不可行，请写出你的实验方案和相应的计算表达式及其推导过程．导示:可行。为了测量小球所带的电量，还需测量悬线悬点到球心的距离L（或悬线的长度）．设当小球处于如以下图的位置时两球相距r，由牛顿第三定律可知，两个带电小球之间的库仑力大小相等，设为F．对A球有：由力的平衡条件得：由几何关系可得：由以上各式得：故：成功体验Mmab1．图中a、b为两带正电的小球，带电量都是q，质量分别为M和m；用一绝缘弹簧联结，弹簧的自然长度很小，可忽略不计，到达平衡时，弹簧的长度为d0。现把一匀强电场作用于两小球，场强的方向由a指向b，在两小球的加速度相等的时刻，弹簧的长度为d。（）A．假设M=m，由d=d0B．假设M>m，那么d>d0C．假设M<m，那么d<d0D．d=d0与M、m无关2．使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。以下各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的选项是（）AB4/4\nCD3．在氯化铯晶体中，一价氯离子Cl－与其最邻近的八个一价铯离子Cs+构成如以下图的立方晶构造。（1）求氯离子所受的库仑力；（2）假设图中箭头所指处缺少一个铯离子（称作晶格缺陷），求此时氯离子所受的库仑力。答案:1、ABC2、B3、（1）F=0（2）F′=1.92×10-9N4/4