第1章 1 电荷 库仑定律-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

一、电荷　库仑定律 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道两种电荷及其相互作用，电荷量的概念，了解三种带电方式．(重点) 2．知道元电荷、点电荷的概念，理解电荷守恒定律．(重点) 3．理解库仑定律的含义及其表达式、适用条件．(重点) 4．学会应用库仑定律进行简单的计算．(重点、难点) 一、电荷及电荷守恒定律 1．人类对电现象的初步探究 (1)各种静电现象引起学者们的关注和研究． (2)富兰克林证明了天电和摩擦产生的电是相同的． 2．两种电荷及相互作用 (1)两种电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷；丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷． (2)电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 3．使物体带电的方式 (1)摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电．两个不同物质种类的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电． (2)感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象． (3)接触带电：用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电． 4．起电的实质 (1)物质的微观电结构． 物质的原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成，整个原子对外表现为电中性． (2)起电的实质：原子核外电子的转移形成的． 5．电荷量 (1)定义：电荷的多少叫做电荷量，符号：Q(或q)． (2)单位：在国际单位制中单位为库仑，简称库，符号是C． 6．元电荷 电子或质子所带电荷量为e＝1.60×10－19 C．实验表明：任何带电体所带的电荷量要么等于e，要么是e的整数倍． 7．电荷守恒定律 电荷既不能创生，也不能消灭，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一部分．在转移的过程中，电荷的总量不变． 二、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，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． 2．公式 F＝k． 式中的k叫做静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2. 3．适用条件 (1)真空． (2)点电荷． 4．静电力 电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力． 5．点电荷 是一种没有大小的带电体，是一种理想化的模型． 1．思考判断 (1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(√) (2)一个带电体所带的电荷量为5.0×10－19C.(×) (3)摩擦起电的两物体带等量异种电荷．(√) (4)库仑定律适用于真空中的点电荷．(√) (5)点电荷是理想化模型，实际并不存在．(√) (6)只有很小的电荷才能看成点电荷．(×) 2．(多选)关于元电荷的理解，下列说法正确的是 (　　) A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 C．元电荷就是原子 D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 BD　[元电荷是物体带电的基本单位，任何物体的电量都是元电荷的整数倍，元电荷的电荷量指的是电子、质子所带的电荷量，而不是电子、质子本身，所以A、C错误．] 3．下列说法中正确的是(　　) A．点电荷就是体积很小的带电体 B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C．根据F＝k可知，当r→0时F→∞ D．静电力常量的数值是由实验得出的 D　[点电荷是带电体的理想模型，实际带电体在体积和形状上对问题的研究没有影响或影响不大时，都可以当成点电荷，A、B错误．库仑定律仅适用于真空中的点电荷，当r→0时，库仑定律不成立，C错误．静电力常量是库仑通过扭秤实验测得，D正确．] 对感应起电的理解 1.过程及现象 (1)取一对用绝缘支柱支持的金属导体A、B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔是闭合的，如图甲所示． (2)带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了，这表示A、B上都带了电荷，如图乙所示． (3)如果把A、B分开，然后移去C，可以看到A和B仍带有电荷，如图丙所示． (4)让A、B接触，金属箔就不再张开，表明它们不再带电了．这说明A、B所带的电荷是等量的，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和． 甲　　　　　乙　　　　　丙 感应起电 2．感应起电的本质 在导体C上的电荷作用下，导体A、B上的自由电荷发生定向移动，由B端移至A端，而引起A端带负电，B端带正电，此时若将A、B分离，则成为带等量异种电荷的带电体． 【例1】　如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电的金属球．若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的有(　　) A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA B．只有沿虚线