第1期 电荷 电荷守恒定律 库仑定律（答案见下期）-【数理报】2022-2023学年高中物理选修3-1同步学案（教科版）

!"#$%&'( !")%*+,-./01 !")%23456789': ;<=>?@6789ABCD @EFGABHIJK LMNOPQH !"#$%&'&'( R ) S 书 当验电器不带电时，两金属箔是闭合的；当验电器 带上任何一种电荷时，两金属箔片张开，两片薄片因为 带同种电荷相排斥． １．若不带电，与任何带电体接触都张开，因为有电 荷流向验电器而带电． ２．若带电 （１）与不带电物体相接触，张角变小，但不会闭合． 因为电荷会流向不带电物体，有损失，排斥力变小，但还 是有排斥． （２）与带同种电荷物体接触，张角：①可能变大（因 为带电体带的电荷比验电器多而有电荷流向验电器，排 斥力加大）；②可能变小（因为带电体带的电荷比验电 器少而有电荷流向带电体，排斥力减小）；③也可能不变 （因为带电体带的电荷恰好与验电器相同，没有电流，排 斥力不变）． （３）与带异种电荷物体接触，张角一定先变小，但小到 什么程度还要看带电体带多少电．①若物体只带少量异种 电荷，尚不足以中和验电器本身的电荷，则张角只是变小， 还不闭合；②若物体带足量异种电荷，则先中和验电器本身 的电荷，继而使验电器带上异种电荷，则张角先变小至闭 合，再因重新带电（异种电荷）而张开；③若物体恰好带异 种电荷数与验电器电荷数相同，则电荷恰好完全中和，此时 张角逐渐减小至恰好闭合． 下面谈几个关于验电器用法的问题 问题一：用带电物体接近与接触验电器的区别 １．接近：产生静电感应． 如带正电的物体接近不带电的验电器的金属球，则 由于静电感应，验电器金属球处感应出负电荷，而金属 箔则由于带正电而张开一定角度；若验电器原来带正 电，由于静电感应，同种电荷相斥，金属球的正电荷量减 少，金属箔正电荷量增多，张角增大；若验电器原来带负 电，则异种电荷相吸，金属球电荷量增大，金属箔电荷量 可能只减少，也可能先减小，然后带正电增加，因此其张 角可能只减小，也可能先减小后增大． 例１．如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球 Ａ靠近验电器的小球Ｂ（不接触）时，验电器的金属箔片 张角减小，则 （　　） Ａ．金属球可能不带电 Ｂ．金属球可能带负电 Ｃ．金属球可能带正电 Ｄ．金属球一定带负电 解析：验电器的箔片张开是因 为它们都带有正电荷，而同种电荷 相互排斥，张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量 的多少．如果Ａ球带负电，靠近验电器时，异种电荷相互 吸引，使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”，从而使箔片 张角减小，故 Ｃ错，Ｂ正确；如果 Ａ不带电，在靠近 Ｂ球 时，发生静电感应现象使Ａ球靠近Ｂ球的端面出现负感 应电荷，而背向Ｂ球的端面出现正的感应电荷．两球的 电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为 吸引作用，从而使金属箔片张角减小，故Ａ正确，Ｄ错． 答案：ＡＢ． ２．接触：电子转移． 例２．已知验电器上带正电荷后，验电器上的金箔张 开了一定角度，下列说法正确的是 （　　） Ａ．如果用另一带电体接触验电器的金属球，金箔张 角直接变大，则可以判定带电体一定带正电 Ｂ．如果用另一带电体接触验电器的金属球，金箔张 角变小，则可以判定带电体一定带负电 Ｃ．如果用另一带电体接触验电器的金属球，金箔张 角先变小后变大，则可以判定带电体一定带负电 Ｄ．如果用另一导体靠近验电器的金属球，金箔张角 变小，则可以判定导体一定带负电 解析：验电器带正电，如用另一带电体接触验电器 后金箔张角直接变大，则另一带电体只能带正电，故 Ａ 正确；若金箔张角变小，则另一带电体可能带负电，也可 能带正电，这时两个物体上的电荷重新分配后，验电器 上的电荷量减少，故Ｂ错误；若张角先变小后变大，说明 验电器与带电体的电荷先中和又重新分配，所以带电体 必带负电，故 Ｃ正确；如果导体靠近验电器，若导体带 电，则必为负电荷，若导体不带电，由于静电感应，也能 使金箔处的正电荷量减小，即张角变小，故Ｄ错． 答案：ＡＣ． 问题二：带电体接近验电器后，手先接触再离开验 电器，验电器的带电情况 带电体接近验电器后，先用手接触小球，验电器（小 球和锡箔整体）与大地通过人体形成一个整体，这个新 的整体在静电感应的作用下电荷重新分布，使验电器 （小球和锡箔整体）为近端带上与带电体电性相反的电 荷，而此时的远端是大地，带上与带电体电性相同的电 荷．当手离开小球后，虽然验电器整体的电荷会再次重 新分布，但整体的综合电性已经和带电体相反了．此时 再移开带电体，验电器整体的电荷再次重新分布，所以 整体带上与带电体相反的电荷． 书 库仑定律是高中物理中的重要定律，是高考的常考 考点之一．因为定律本身比较简单，不少学生在学习时 轻视这一定律的学习，其实库仑定律往往与其他知识综 合构成难度较大的综合试题，从而使不少学生感到困 惑．下面对库仑定律与其他知识的综合问