电荷和库仑定律-【暑假自学课】（人教版2019必修第三册）

电荷和库仑定律 1．了解电荷、元电荷和点电荷：理解电荷守恒定律。 2．理解库仑定律并运用这一定律解决实际问题 1、 电荷 1.自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。 2.电荷间的相互作用规律：同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。 二、三种起电方式 摩擦起电 接触起电 感应起电 产生 条件 两种不同物质构成的绝缘体摩擦 导体与带电体接触 带电体靠近导体 实验 毛皮摩擦橡胶棒 带电体接触验电器 带电体靠近验电器 现象 两物体带上等量异种电荷 验电器带上与带电体相同电性的电荷 验电器两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同” 起电 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子的得失 电荷之间的相互作用 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)带电体 起电 实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 三、电荷守恒定律、元电荷 1.电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 2.元电荷：迄今为止，实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。人们把这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示。 3.电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。 四、点电荷 1.当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略不计时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。 2.点电荷是只有电荷量而没有大小、形状的理想化模型。它类似于力学中的质点，实际中并不存在。 3.点电荷只保留了对问题有关键作用的电荷量，这样问题就会大大简化。 4.一个带电体能否看成点电荷，是就具体问题而言的，不能单凭大小和形状。 5、 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，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。 2。公式：。式中比例系数k=9×109N·m2/C2，称为静电力常量。 3.说明： (1)库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力。 (2)求电量均匀分布的绝缘带电球体之间的库仑力时，r取球心之间的距离。 (3)系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力时应先分别计算每个电荷对它的静电力，然后再按平行四边形定则求其矢量和。 考点一：三种起电方式 【例1】如图所示，两个不带电的导体和，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体置于附近，贴在、下部的金属箔都张开（　　） A．此时带正电，带负电 B．此时带的电荷量大于带的电荷量 C．移去，贴在、下部的金属箔都闭合 D．先把和分开，然后移去，贴在、下部的金属箔都闭合 【答案】C 【详解】A．带正电荷的物体置于附近时，由于静电感应，带上负电，带上正电，A错误； B．由于原来导体和不带电，根据电荷守恒定律可知，带的电荷量等于带的电荷量，B错误； C．移去后，由于电荷间的相互作用，重新中和，导体和不带电，故贴在、下部的金属箔都闭合，C正确； D．先把和分开，带负电，带正电，移去后两导体电荷不会中和，故贴在、下部的金属箔都不会闭合，D错误。故选C 考点二：元电荷和点电荷 【例2】关于元电荷，下列说法正确的是（　　） A．元电荷就是电子的电量 B．元电荷是最小的电荷，它带正电 C．元电荷是最小的电荷，它带负电 D．元电荷的数值最早是由美国科学家密立根测出的 【答案】D 【详解】A．元电荷是指最小电荷量，元电荷是一个质子或一个电子的电量，A错误； BC．元电荷是电量单位，没有正负之分，BC错误； D．元电荷的数值最早是由美国科学家密立根测出的，D正确。故选D。 【例3】下列关于点电荷的说法正确的是（　　） A．带电体形状和大小对相互作用力的影响可以忽略时可看作点电荷 B．电荷量很小的带电体一定可以看作点电荷 C．点电荷一定带正电 D．体积和电量很大的带电体一定不能看作点电荷 【答案】A 【详解】带电体的形状、大小对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以能否看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状、体积、带电量的多少以及电性均无具体关系。故A正确，BCD错误；故选A。 考点三：库仑定律 【例4】如“顿牟掇芥”是东汉王充在《论衡·乱龙篇》中记载的摩擦起电现象，意指摩擦后的带电琥珀能吸引轻小物体。现做如下简化：在某处固定一个电荷量为Q的带正电的点电荷，在其正下方h处有一个原子。在点电荷的电场作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l，点电荷与原子之间产生作用力F。你可能不会求解F，但是你可以通过物