（浙江选考）2020版高考物理总复习 第六章 1 第1节 电荷守恒定律 库仑定律课件

知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.111.电荷及其守恒定律c2.库仑定律c1363.电场强度c821、3、64.电势能和电势c821165.电势差c第六章静电场知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.116.电势差与电场强度的关系c7.静电现象的应用b8.电容器的电容c9.带电粒子在电场中的运动d8、2381911第六章静电场第1节电荷守恒定律库仑定律第六章静电场一、点电荷电荷守恒定律1．两种基本电荷自然界中只存在两种电荷：_____电荷和_____电荷，两种电荷相遇会发生电荷的_______现象．2．元电荷、点电荷(1)元电荷：e＝1.60×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的_______，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同．电子的电荷量q＝______________C.(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的_______和_______的理想化模型．正负中和整数倍－1.60×10－19大小形状3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会______，也不会______，它只能从一个物体______到另一个物体，或者从物体的一部分______到另一部分；在转移过程中，电荷的____________．(2)三种起电方式：______起电、______起电、______起电．摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电导体接触时创生消灭转移转移总量保持不变摩擦感应接触摩擦起电感应起电接触起电现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电导体相同电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互作用实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移(3)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带_______电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先_______，余下的电荷再_______．二、库仑定律1．内容：_______中两个______________之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成_______，与它们的距离的二次方成_______，作用力的方向在______________上．2．表达式：F＝kq1q2r2，式中k＝_______N·m2/C2，叫做静电力常量．相同中和平分真空静止点电荷正比反比它们的连线9.0×1093．适用条件：_______中的_______．(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式．(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．(3)两带电体离得较近时，它们不能视为点电荷，库仑定律不再适用，但它们之间仍存在库仑力．4．库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互_______，为_______；异种电荷相互_______，为_______．真空点电荷排斥斥力吸引引力对电荷守恒定律的理解与应用【题组过关】1．(2019·丽水调研)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有正电荷8×10－16CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16C解析：D.由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15C的正电荷；乙物体得到电子而带1.6×10－15C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15C－8×10－16C＝8×10－16C，故D正确．2．(2019·绍兴质检)如图所示，甲、乙、丙为真空中分别带有一定电荷量的小球，其中甲小球带有4q的正电荷(q0)，用绝缘支架固定，乙、丙小球用绝缘细线悬挂．处于平衡状态时，三小球球心处于同一水平面且甲、乙及乙、丙小球间距离相等，悬挂乙小球的细线向左倾斜，悬挂丙小球的细线竖直．下列说法正确的是()A．乙小球带正电，带电量一定为qB．乙小球带负电，带电量一定为qC．丙小球带正电，带电量一定为4qD．丙小球带负电，带电量一定为4q解析：选B.根据受力平衡条件可知，若乙球带正电，丙球不管带正电还是带负电，都不能让丙小球平衡，所以乙小球一定带负电．对丙小球进行分析，甲、丙间的距离是乙、丙间的两倍，由F＝kq1q2r2，得甲、乙带电量之比为4∶1，则乙小球带电量为q；对乙小球进行分析，若丙带正电，则kq甲q乙r2－G乙tanθ＝kq丙q乙r2，G乙为小球乙的重力，θ为小球乙偏离竖直方向的角度，则丙带电量一定小于4q；对丙球进行分析，若丙带负电，则4kqq丙（2r）2＝kqq丙r2，球丙带电量大于、等于、小于4q都可．故选项B正确．电荷的分配规律(1)两个相同的导体球，一个带电，一个不带电，接触后电荷量平分．(2)两个相同导体球带同种电荷，先接触再分离，则电荷量平分．(3)两个相同导体球带异种电荷，先接触再分离，则其电荷量先中和再平分．对库仑定律的理解及应用【知识提炼】1．对库仑定律的理解(1)F＝kq1q2r2，r指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球的球心间距．(2)当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大．2．求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡条件是关键，都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点．具体步骤如下：【典题例析】(多选)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6C的正电荷．两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则()A．支架对地面的压力大小为2.0NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225N，F2＝1.0ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866N[审题指导]对小球进行受力分析，除受到重力、拉力外，还受到库仑力，按照力的平衡的解题思路求解问题．[解析]设A、B间距为l，A对B有竖直向上的库仑力，大小为FAB＝kQ2l2＝0.9N；对B与支架整体分析，竖直方向上合力为零，则FN＋FAB＝mg，可得FN＝mg－FAB＝1.1N，由牛顿第三定律知F′N＝FN，选项A错误；因两细线长度相等，B在A的正下方，则两绳拉力大小相等，小球A受到竖直向下的重力、库仑力和F1、F2作用而处于平衡状态，因两线夹角为120°，根据力的合成特点可知：F1＝F2＝GA＋FAB＝1.9N，选项B正确；当B移到无穷远处时，F1＝F2＝GA＝1N，选项D错误；当B水平向右移至M、A、B在同一条直线上时，如图所示，对A受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，水平方向：F1cos30°＝F2cos30°＋F′cos30°竖直方向：F1sin30°＋F2sin30°＝GA＋F′sin30°由库仑定律知，A、B间库仑力大小F′＝kQ2lsin30°2＝FAB4＝0.225N，联立以上各式可得F1＝1.225N，F2＝1.0N，选项C正确．[答案]BC【题组过关】考向1库仑定律与电荷守恒定律的结合问题1．(2019·金华质检)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的电荷量为q，球2的电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6解析：选D.由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电荷．由库仑定律F＝kQ1Q2r2知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比．又由于三小球相同，则接触时平分总电荷量，故有q×nq＝nq2×q＋nq22，解得n＝6，D正确．考向2三点电荷共线平衡的求解2．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电荷量为＋Q，B带电荷量为－9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：C应带什么性质的电荷，应放于何处？所带电荷量为多少？解析：根据平衡条件判断，C应带负电荷，放在A的左边且和A、B在一条直线上，设C带电荷量为q，与A点相距为x，如图所示．答案：应为带电荷量为94Q的负电荷，置于A左方0.2m处且和A、B在一条直线上考向3库仑力作用下的平衡问题3.(多选)(2016·高考浙江卷)如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12m．已测得每个小球质量是8.0×10－4kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g＝10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，则()A．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10－2NC．B球所带的电荷量为46×10－8CD．A、B两球连线中点处的电场强度为0解析：选ACD.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，与A球接触后A球也带正电荷，两球接触后分开，B球也带正电荷，且两球所带电荷量相等，A正确；两球相互排斥，稳定后A球受力情况如图所示sinθ＝0.060.10＝0.60，θ＝37°F库＝mgtan37°＝6.0×10－3N，B项错误；F库＝kQAQBr2QA＝QB＝Q，r＝0.12m联立上式得Q＝46×10－8C，故C项正确；由等量同种点电荷产生的电场的特点可知，A、B两球连线中点处的场强为0，故D项正确．考向4库仑力作用下的动力学问题4.(2019·舟山调研)如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的绝缘水平桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B，现给小球B一个垂直A、B连线方向的速度v0，使其在水平桌面上运动，则下列说法中正确的是()A．若A、B带同种电荷，B球可能做速度减小的曲线运动B．若A、B带同种电荷，B球一定做加速度增大的曲线运动C．若A、B带异种电荷，B球一定做类平抛运动D．若A、B带异种电荷，B球可能做速度大小和加速度大小都不变的曲线运动解析：选D.若A、B带同种电荷，则A对B有斥力作用，且斥力方向和速度方向夹角越来越小，速度增大，A、B间距离越来越大，库仑力越来越小，加速度越来越小，A、B错误；若A、B带异种电荷，B受到的库仑力指向A，库仑力可能等于B做匀速圆周运动需要的向心力，C错误，D正确．