第八章 静电场-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微讲教师用书word（新教材新高考）

第八章 静电场 第1讲　库仑定律　电场力的性质 如图甲所示,两个半径均为r的导体球,带电荷量分别为Q和q,两球心间距离为R。图乙中固定在O点的带正电的点电荷,电荷量为Q,A点为点电荷电场中的一点,OA间距离为R。 (1)只能通过接触起电的方式使图甲中导体球带电,其他起电方式无法做到。 (×) (2)图甲中,若 R=3r,两球间的静电力大小一定小于。 (×) (3)图乙中,带正电的点电荷Q在A点产生的场强大小为,方向沿OA方向。 (√) (4)图乙中,若A点不放置试探电荷,A点的场强为零。 (×) (5)图乙中,点电荷产生的电场的电场线为辐射状的直线,每条电场线上的电场强度均相同。 (×) 考点1　电荷和电荷守恒定律 1.电荷。 (1)两种电荷:自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 (2)电荷量:电荷的多少叫电荷量,符号Q(或q),单位:库仑,符号:C。 (3)元电荷:最小的电荷量,其值为e=1.60×10-19 C,其他带电体的电荷量均为元电荷的整数倍。  2.电荷守恒定律。 (1)内容: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;在转移的过程中,电荷的总量保持不变。 (2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。 (3)带电实质:物体带电的实质是得失电子。 【典例1】　a和b都是不带电的小球,它们互相摩擦后,a带-1.6×10-10 C的电荷,下列判断中正确的是 (　　) A.摩擦的过程中电子从b转移到了a B.b在摩擦后一定带-1.6×10-10 C的电荷 C.在摩擦前a的内部没有任何电荷 D.摩擦的过程中正电荷从b转移到了a 解析　摩擦起电的本质是电子的转移,互相摩擦后a带-1.6×10-10 C的电荷,是b上的电子转移到a上,此情况下正电荷不发生移动,A项正确,D项错误;a原来是电中性,摩擦后带上-1.6×10-10 C的电荷,根据电荷守恒定律,可知b在摩擦后一定带+1.6×10-10 C的电荷,B项错误;原来不带电的物体处于电中性,不是内部没有电荷,而是正、负电荷的个数相等,整体对外不显电性,故在摩擦前a内部有电荷,C项错误。 答案　A 考点2　库仑定律 1.点电荷。 代表带电体的有一定电荷量的点,是一种理想化模型,当带电体本身大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。点电荷的体积不一定很小,带电量也不一定很少。 2.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,与它们的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叫作静电力常量,其数值是9.0×109 N·m2/C2。 (3)适用条件:真空中静止的点电荷。 1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用。 2.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中在球心的点电荷,r为球心间的距离。 3.对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图所示。 　 甲 乙 (1)同种电荷:F<k。 (2)异种电荷:F>k。 4.不能根据公式错误地认为r→0时,库仑力F→∞,因为当r→0时,两个带电体已不能看作点电荷了。 考向1 库仑定律与电荷守恒定律的结合 【典例2】　使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2,则F1与F2之比为 (　　) A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1 解析　开始时,由库仑定律得F1=k,相互接触并分开后,带电荷量均变为+Q,距离变为原来的2倍,根据库仑定律得F2=k,可知=,D项正确。 答案　D 考向2 库仑力的叠加 【典例3】　如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为lab=5 cm,lbc=3 cm,lca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为n,则 (　　) A.a、b的电荷同号,n= B.a、b的电荷异号,n= C.a、b的电荷同号,n= D.a、b的电荷异号,n= 解析　由小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线知a、b带异号电荷。a对c的库仑力Fa=,b对c的库仑力Fb=,设合力向左,如图所示,根据相似三角形得=,联立解得n===,若合力向右,结果仍成立,D项正确。 答案　D 考向3 库仑力作用下的平衡 【典例4】　如图所示,电荷量为Q的带电小球A用不可伸长的绝缘细线悬挂于O点,另一个电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方,已