人教版高中物理选修3-1全册配套完整课件.ppt

1、人教版高中物理选修人教版高中物理选修3-1 全册配套完整课件全册配套完整课件 第 一 章 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第 1 节 知识点一知识点一 知识点二知识点二 知识点三知识点三 考向一 考向二 随堂基础巩固随堂基础巩固 课时跟踪训练课时跟踪训练 1自然界中有两种电荷，同种电荷相互自然界中有两种电荷，同种电荷相互 排斥，异种电荷相互吸引。排斥，异种电荷相互吸引。 2使物体带电的方式有三种：摩擦起使物体带电的方式有三种：摩擦起 电、感应起电、接触起电，这三种起电、感应起电、接触起电，这三种起 电方式的实质都是电子在物体之间或电方式的实质都是电子在物体之间或 物体内部的转移。物体

2、内部的转移。 3电荷既不会创生，也不会消灭，电荷既不会创生，也不会消灭， 在电荷的转移过程中，总量保持在电荷的转移过程中，总量保持 不变。不变。 4元电荷电荷量元电荷电荷量e1.610 19 C， ， 所有带电体的电荷量等于所有带电体的电荷量等于e或者或者e 的整数倍。的整数倍。 自学教材自学教材 1摩擦起电摩擦起电 通过通过 使物体带电的方法。使物体带电的方法。 2电荷的电性及作用电荷的电性及作用 (1)电性：用丝绸摩擦过的玻璃棒带电性：用丝绸摩擦过的玻璃棒带 ，用毛皮摩，用毛皮摩 擦过的橡胶棒带擦过的橡胶棒带 。 (2)作用：同种电荷相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互，异种电荷相互 。

3、 摩擦摩擦 正电正电 负电负电 排斥排斥 吸引吸引 3电荷量电荷量 (1)定义：电荷的多少，简称电量。定义：电荷的多少，简称电量。 (2)单位：国际单位制中是库仑，符号：单位：国际单位制中是库仑，符号：C。 常用单位及其换算关系：常用单位及其换算关系：1 C106 C109 nC。 4原子的组成原子的组成 原子由原子核和原子由原子核和 组成，原子核由带正电的组成，原子核由带正电的 和不带电的和不带电的 组成。组成。 电子电子 质子质子 中子中子 重点诠释重点诠释 1摩擦起电的实质摩擦起电的实质 相互摩擦的物体间由于电子的得失而使物体分别带上相互摩擦的物体间由于电子的得失而使物体分别带上 等量异

4、种电荷。起电的真正原因是物体之间电子的得失。等量异种电荷。起电的真正原因是物体之间电子的得失。 2对摩擦起电的微观解释对摩擦起电的微观解释 不同的物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同，不同的物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同， 两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚 能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到 电子而带负电。电子而带负电。 1关于摩擦起电现象，下列说法正确的是关于摩擦起电现象，下列说法正确的是 ( ) A摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了摩

5、擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了 电子和质子电子和质子 B两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量 异种电荷异种电荷 C摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转 移到了另一个物体而形成的移到了另一个物体而形成的 D丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上， 玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电 解析：摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子 的约束能力丌相同，因而电子可以在物体间转移。若一个 物体失去

6、电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电。 若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带 负电。使物体带电并丌是创造电荷。 答案： BD 自学教材自学教材 1元电荷元电荷 一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单位，记作：一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单位，记作： e 。 2电荷守恒定律电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体 转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。也转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。也 就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是就是说，在任何自然过程中，电荷的

7、代数和是 的。的。 1.610 19 C 守恒守恒 重点诠释重点诠释 1对元电荷的理解对元电荷的理解 (1)元电荷没有正负之分，但电子和质子的电量有正、负元电荷没有正负之分，但电子和质子的电量有正、负 之分，电子或质子的电量大小等于元电荷，但不是元电荷。之分，电子或质子的电量大小等于元电荷，但不是元电荷。 (2)任何带电体所带电量均为元电荷的整数倍。任何带电体所带电量均为元电荷的整数倍。 2对电荷守恒定律的理解对电荷守恒定律的理解 (1)起电过程本质：微观带电粒子起电过程本质：微观带电粒子(如电子如电子)在物体之间在物体之间 或物体内部转移，而不是创造电荷。或物体内部转移，而不是创造电荷。 (

8、2)守恒的广泛性：守恒的广泛性： 电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基 本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包 括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。 3.完全相同的导体球接触带电时电量分配原则完全相同的导体球接触带电时电量分配原则 形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。 (1)用带电量为用带电量为Q的金属球与不带电的完全相同的金属球的金属球与不带电的完全相同的金属球 接

9、触，每个小球带电量均为接触，每个小球带电量均为Q/2，且所带电荷的性质相同；，且所带电荷的性质相同； (2)用带电量为用带电量为Q1的金属球与带电量为的金属球与带电量为Q2的完全相同的金的完全相同的金 属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电 量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷， 然后平分剩余电荷。然后平分剩余电荷。 2一个带电小球所带电荷量为一个带电小球所带电荷量为q，则，则q可能是可能是 ( ) A310 19 C B1.610 17 C C0.810 1

10、9 C D910 19 C 解析：解析：任何带电体所带的电荷量只能是元电荷任何带电体所带的电荷量只能是元电荷e 1.610 19 C的整数倍，由此可知， 的整数倍，由此可知，A、C、D 均错误，均错误，B正确。正确。 答案：答案：B 1静电感应静电感应 当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作 用，使不带电的导体两端出现用，使不带电的导体两端出现 电荷的现象。电荷的现象。 2感应起电感应起电 利用利用 使导体带电的方法。使导体带电的方法。 3感应起电的适用条件感应起电的适用条件 感应起电只适用于感应起电只适用于 。绝缘体的电子因不能。绝缘体的电子

11、因不能 而不能感应起电。而不能感应起电。 异种异种 静电感应静电感应 导体导体 自由移动自由移动 自学教材自学教材 重点诠释重点诠释 1感应起电的实质感应起电的实质 导体内部的电子在带电体电荷的作用下发生移动，导体内部的电子在带电体电荷的作用下发生移动， 从而使导体两端出现等量的异种电荷。从而使导体两端出现等量的异种电荷。 方法 内容 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生 及条件 两丌同绝缘体 摩擦时 导体靠近带电 体时 导体不带电导体 接触时 方法 内容 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 电性不原带电体 “近异进同” 导体上带上不带

12、电体相同电性的 电荷 原因 丌同物质的原 子核对核外电 子的束缚力丌 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(进离) 电荷之间的相互 排斥 实质 均为电荷在物体之间戒物体内部的转移 3带电体为何能够吸引轻小物体带电体为何能够吸引轻小物体 带电物体因带电对靠近它的轻带电物体因带电对靠近它的轻 小物体中的电子有吸引力或排小物体中的电子有吸引力或排 斥力。即使轻小物体是绝缘体也会斥力。即使轻小物体是绝缘体也会 由于电介质极化，使小物体靠近由于电介质极化，使小物体靠近 带电体一端显示出与带电体相异的电荷，远离一端为同带电体一端显示出与带电体相异的电荷，远离一端为

13、同 种电荷，如图种电荷，如图111所示，这样，对异种电荷的吸引力所示，这样，对异种电荷的吸引力 大于对同种电荷的排斥力，从而能吸引轻小物体。大于对同种电荷的排斥力，从而能吸引轻小物体。 图图111 3下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( ) A摩擦起电是创造电荷的过程摩擦起电是创造电荷的过程 B接触起电是电荷转移的过程接触起电是电荷转移的过程 C感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触，感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触， 所以一定是产生了电荷所以一定是产生了电荷 D一对正负电子接触后，电荷会消失一对正负电子接触后，电荷会消失 解析：解析：摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移，摩擦

14、起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移， A、C错，错，B对，电子对，电子“湮灭湮灭”不是电子的消失，而是一个不是电子的消失，而是一个 正电子结合一个负电子后整体不再显示电性，正电子结合一个负电子后整体不再显示电性，D错。错。 答案：答案：B 例例1 如图如图112所示，所示，A、B为相为相 互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起 初它们不带电，在它们的下部贴有金属初它们不带电，在它们的下部贴有金属 箔片，箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是是带正电的小球，下列说法正确的是 ( ) A把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张

15、开 B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，然后移去分开，然后移去C，A、B 上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开 图图112 C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属上的金属 箔片仍张开箔片仍张开 D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然后重新让移走，然后重新让A、 B接触，接触，A上的金属箔片张开，而上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 审题指导审题指导 解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)A、B两点的电性和电量特点。两点的电性和电量特点。 (2)先把先把C移走和先把移走和先把A、B分开的区别。分开的区别。

16、解析解析 虽然虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体起初都不带电，但带正电的导体 C对对A、B内的电荷有力的作用，使内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向中的自由电子向 左移动，从而使左移动，从而使A端积累了负电荷，端积累了负电荷，B端积累了正电荷，端积累了正电荷， 其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、 B同种的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都同种的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都 张开，张开，A正确。正确。 答案答案 AB C只要一直在只要一直在A、B附近，先把附近，先把A、B分开，分开，A、B将将 带等

17、量异种的感应电荷，此时即使再移走带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因，因A、B已已 经绝缘，所带电荷量也不能变，故金属箔片仍张开，经绝缘，所带电荷量也不能变，故金属箔片仍张开，B 正确。正确。 但如果先移走但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，上的感应电荷会马上中和， 不再带电，所以箔片都不会张开，不再带电，所以箔片都不会张开，C错。错。 先把先把A、B分开，再移走分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让仍然带电，但重新让A、 B接触后，接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张上的感应电荷完全中和，箔片都不会张 开，开，D错。错。 (1)感应起电成功的关键在于先分开导体，

18、而不能先感应起电成功的关键在于先分开导体，而不能先 移走带电体。移走带电体。 (2)用感应起电的方法使物体带电，无论两物体的形用感应起电的方法使物体带电，无论两物体的形 状和大小是否相同，两物体总是带等量异号电荷。状和大小是否相同，两物体总是带等量异号电荷。 如图如图113所示，将带电所示，将带电 棒移近两个不带电的导体球，棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接两个导体球开始时互相接 触且对地绝缘，下述几种方法触且对地绝缘，下述几种方法 中能使两球都带电的是中能使两球都带电的是 ( ) A先把两球分开，再移走棒先把两球分开，再移走棒 B先移走棒，再把两球分开先移走棒，再把两球分开

19、C先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开 D棒的带电荷量不变，两导体球不能带电棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 图图113 解析：解析：带电棒移近两个不带电的导体球时，由于静电感带电棒移近两个不带电的导体球时，由于静电感 应，甲、乙两球带上异种电荷，此时应先分开两球再移应，甲、乙两球带上异种电荷，此时应先分开两球再移 走带电棒，两球才能带电，走带电棒，两球才能带电，A正确，正确，B错误；先将棒接错误；先将棒接 触一下其中一球，则两导体球分开后均带电，且电性相触一下其中一球，则两导体球分开后均带电，且电性相 同，故同，故C正确，正确，D错误。错误。 答案：

20、答案：AC 例例2 有两个完全相同的带电金属小球有两个完全相同的带电金属小球A、B，分，分 别带电荷量为别带电荷量为QA6.410 9 C， ，QB3.210 9 C， ， 让这两个小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转让这两个小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转 移了多少个？移了多少个？ 审题指导审题指导 解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)两个完全相同的金属小球，接触后平分总电量。两个完全相同的金属小球，接触后平分总电量。 (2)参与转移的是导体中的自由电子。参与转移的是导体中的自由电子。 解析解析 接触达到静电平衡后，两球电荷量相等，电荷接触达到静电平衡后，

21、两球电荷量相等，电荷 量为量为 QAQBQ A QB 2 6.4 10 9 3.210 9 2 C 1.610 9 C 在接触过程中，电子从在接触过程中，电子从 B 球转移到球转移到 A 球，则球，则 B 球共转移球共转移 的电子的电荷量为的电子的电荷量为 QBQBQB 1.610 9 C (3.210 9 C) 4.810 9 C 转移的电子数为转移的电子数为 nQB e 4.810 9 C 1.610 19 C31010。 答案答案 由由B球转移到球转移到A球球 31010 若用一个不带电的相同小球若用一个不带电的相同小球C先后与先后与A、B接触以后再分接触以后再分 开，则开，则A、B带电

22、量各是多少？带电量各是多少？ 解析：解析：A与与C接触后，平分总电量接触后，平分总电量QA，故，故A球带电球带电3.210 9 C， ，C球带电量为球带电量为QC3.210 9 C， ，C与与B再接触后，再接触后， 总电量为总电量为0，故，故C与与B分开后，分开后，C、B均不带电。均不带电。 答案：答案：3.210 9 C 0 返回 第 2 节 第 一 章 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一知识点一 知识点二知识点二 考向一 考向二 随堂基础巩固随堂基础巩固 课时跟踪训练课时跟踪训练 考向三 1点电荷是一种理想化模型，当点电荷是一种理想化模型，当 带电体的形状、大小及电荷分带电

23、体的形状、大小及电荷分 布对电荷间的相互作用的影响布对电荷间的相互作用的影响 可以忽略时，带电体可被看成可以忽略时，带电体可被看成 点电荷。点电荷。 2库仑定律表达式为库仑定律表达式为 FkQ1Q2 r2 ，其中，其中 k 为 静 电 力 常 量 ，为 静 电 力 常 量 ， k 9.0109 N m2/C2。 3库仑定律适用于真空中的点电荷。库仑定律适用于真空中的点电荷。 自学教材自学教材 1点电荷点电荷 (1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时，定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时， 该带电体的该带电体的 、 及电荷在其上的分布状况均无关及电荷在其上的分布状况均无关 紧要，该

24、带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。紧要，该带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。 (2)点电荷是一种理想化的物理模型。点电荷是一种理想化的物理模型。 形状形状 大小大小 2实验探究实验探究 实验原理 如图所示，F ，变大，F 变大；变小，F变小 方法(控制变量法) 探究电荷间作用 力不距离的关系 探究电荷间作用力 不电荷量的关系 mgtan 实验操作 保持电荷量丌变，改变 悬点位置，从而改变小 球间距r，观察夹角变 化情况 改变小球带电荷 量q，观察夹角 变化情况 实验 现象 r变小，变大 q变大，变大 r变大，变小 q变小，变小 实验结论 电荷之间的相互作用力随电荷量的增大 而 ，随

25、它们之间距离的增大而 增大增大 减小减小 重点诠释重点诠释 1对点电荷的理解对点电荷的理解 (1)点电荷的物理模型：只有电荷量，没有大小、形状的点电荷的物理模型：只有电荷量，没有大小、形状的 理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 (2)点电荷只具有相对意义：一个带电体能否看做点电荷，点电荷只具有相对意义：一个带电体能否看做点电荷， 是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。 2点电荷与元电荷的区别点电荷与元电荷的区别 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对元电荷是

26、一个电子或一个质子所带电荷量的绝对 值，是电荷量的最小单位。值，是电荷量的最小单位。 (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电 荷量可以很大也可以很小，但一定是一个元电荷电荷量荷量可以很大也可以很小，但一定是一个元电荷电荷量 的整数倍。的整数倍。 1下列哪些物体可以视为点电荷下列哪些物体可以视为点电荷 ( ) A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点 电荷电荷 C带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷带电的细杆在一定条件下

27、可以视为点电荷 D带电的金属球一定不能视为点电荷带电的金属球一定不能视为点电荷 解析：解析：带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度 是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有 多大，也不是看它所带的电荷量有多大。多大，也不是看它所带的电荷量有多大。 答案：答案：BC 自学教材自学教材 1内容内容 中两个静止中两个静止 之间的作用力之间的作用力(斥力或引力斥力或引力)与与 这两个电荷所带电荷量的这两个电荷所带电荷量的 成正比，跟它们的距离的成正比，跟它们的距离的 成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的成反

28、比，作用力的方向沿着这两个点电荷的 。 真空真空 点电荷点电荷 乘积乘积 平方平方 连线连线 2公式公式 F 。 3静电力常量静电力常量 k 。 4适用条件适用条件 中的中的 ，对空气中的点电荷近似适用。，对空气中的点电荷近似适用。 9.0109 N m2/C2 真空真空 点电荷点电荷 kQ1Q2 r2 重点诠释重点诠释 1库仑力库仑力 (1)库仑力也称为静电力，它具有力的共性。库仑力也称为静电力，它具有力的共性。 (2)两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相 等、方向相反。等、方向相反。 2应用库仑定律要注意的问题应用库仑定律要注意的问题 (1)库仑定律

29、的适用条件都是理想化的，在空气中也近似库仑定律的适用条件都是理想化的，在空气中也近似 成立。根据成立。根据 FkQ1Q2 r2 推出当推出当 r0 时，时，F，从数学角度分，从数学角度分 析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的，因为当析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的，因为当 r0 时，两带电体已不能看成点电荷，库仑定律及其公式也就不时，两带电体已不能看成点电荷，库仑定律及其公式也就不 再适用，不能利用公式再适用，不能利用公式 FkQ1Q2 r2 计算静电力的大小。但可以计算静电力的大小。但可以 应用库仑定律进行定性分析。应用库仑定律进行定性分析。 (2)将计算库仑力的大小与判断库仑力

30、的方向分别进行，将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行， 即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷带电性质的正、即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷带电性质的正、 负号带入公式，只需将其电荷量的绝对值带入计算力的大小；负号带入公式，只需将其电荷量的绝对值带入计算力的大小； 力的方向再根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判定。力的方向再根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判定。 (3)因为静电力常量因为静电力常量k是有单位的量，所以要注意统一到是有单位的量，所以要注意统一到 国际单位计算。国际单位计算。 (4)如果一个点电荷同时受到两个或更多的点电荷的作用如果一个点电荷同时受到两个或更多的

31、点电荷的作用 力，可以根据力的合成法则求合力。力，可以根据力的合成法则求合力。 2如图如图121所示，两个质量均为所示，两个质量均为 m的完全相同的金属球壳的完全相同的金属球壳a和和b，壳层，壳层 的厚度和质量分布均匀，将它们分的厚度和质量分布均匀，将它们分 别固定于绝缘支座上，两球心间的别固定于绝缘支座上，两球心间的 距离为距离为l，为球半径的，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电倍。若使它们带上等量异种电 荷，两球电荷量的绝对值均为荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么，那么，a、b两球之两球之 间的万有引力间的万有引力F引 引、库仑力 、库仑力F库 库分别为 分别为 ( ) 图图121 A

32、F引 引Gm 2 l2 ，F库 库kQ 2 l2 BF引 引Gm 2 l2 ，F库 库kQ 2 l2 CF引 引Gm 2 l2 ，F库 库kQ 2 l2 DF引 引Gm 2 l2 ，F库 库kQ 2 l2 解析：解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽 然两球心间的距离然两球心间的距离l只有半径的只有半径的3倍，但由于壳层的厚度倍，但由于壳层的厚度 和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。 因此，可以应用万有引力定律。对于因此，可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳，两带电球壳，

33、由于两球的间距由于两球的间距l只有半径的只有半径的3倍，不能看成点电荷，不倍，不能看成点电荷，不 满足库仑定律的适用条件。故选项满足库仑定律的适用条件。故选项D正确。正确。 答案：答案：D 返回 例例1 两个分别带有电荷量两个分别带有电荷量Q和和3Q的相同金属小球的相同金属小球 (均可视为点电荷均可视为点电荷)，固定在相距为固定在相距为r的两处的两处，它们间库仑力的它们间库仑力的 大小为大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间则两球间 库仑力的大小为库仑力的大小为 ( ) 审题指导审题指导 解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)

34、两相同金属小球接触后分电量的原则；两相同金属小球接触后分电量的原则； (2)两球间距的变化。两球间距的变化。 A. 1 12F B.3 4F C.4 3F D 12F 解析解析 接触前两个点电荷之间的库仑力大小为接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 F kQ 3Q r2 。两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带。两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带 电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电为电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电为Q，距离，距离 又变为原来的又变为原来的1 2，此时的库仑力为 ，此时的库仑力为 FkQ Q r 2 2 ，所以两球间库，所以两球间库 仑力的大

35、小为仑力的大小为4 3F， ，C 项正确。项正确。 答案答案 C 利用库仑定律计算电荷间的相互作用力时，通常不利用库仑定律计算电荷间的相互作用力时，通常不 将电荷的正、负代入公式，而只计算电荷间的相互作用将电荷的正、负代入公式，而只计算电荷间的相互作用 力的大小，作用力的方向根据同种电荷互相排斥，异种力的大小，作用力的方向根据同种电荷互相排斥，异种 电荷互相吸引来判断。电荷互相吸引来判断。 如图如图122所示，半径相同的两所示，半径相同的两 个金属小球个金属小球A、B带有电量相等的带有电量相等的 电荷，相隔一定距离，两球之间电荷，相隔一定距离，两球之间 的相互吸引力的大小是的相互吸引力的大小是

36、F，今让，今让 第三个半径相同的不带电的金属第三个半径相同的不带电的金属 小球小球C先后与先后与A、B两球接触后移开，这时，两球接触后移开，这时，A、B两球两球 之间的相互作用力的大小是之间的相互作用力的大小是 ( ) 图图122 A.F 8 B.F 4 C.3F 8 D.3F 4 解析：解析： 因因 A、B 两球之间有吸引力， 故两球之间有吸引力， 故 A、B 两球带异种电荷，两球带异种电荷， 设设 A 带电荷量带电荷量 qAQ，B 带电荷量带电荷量 qBQ，又，又 C 不带电，不带电， 它与它与 A 接触后接触后 qCqAQ 2 ，再与，再与 B 接触，接触， 故故 qCqB QQ 2 2

37、 Q 4 由库仑定律得由库仑定律得 FkqAqB r2 kQ 2 r2 Fkq A qB r2 kQ 2 Q 4 r2 kQ 2 8r2 所以所以 FF 8 ，选项，选项 A 正确。正确。 答案： 答案：A 例例2 在真空中有两个相距在真空中有两个相距r的点电荷的点电荷A和和B，带电，带电 荷量分别为荷量分别为q1q，q24q。 (1)若若A、B固定，在什么位置放入第三个点电荷固定，在什么位置放入第三个点电荷q3， 可使之处于平衡状态，平衡条件中对可使之处于平衡状态，平衡条件中对q3的电荷量及正负的电荷量及正负 有无要求？有无要求？ (2)若以上三个电荷皆可自由移动，要使它们都处于若以上三个电

38、荷皆可自由移动，要使它们都处于 平衡状态，对平衡状态，对q3的电荷量及电性有何要求？的电荷量及电性有何要求？ 审题指导审题指导 解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点： (1)电荷平衡时其库仑力的合力一定为零；电荷平衡时其库仑力的合力一定为零； (2)A、B固定和自由移动的区别固定和自由移动的区别。 解析解析 (1)让让 q3受力平衡，必须和受力平衡，必须和 q1、q2在同一条直线在同一条直线 上，因为上，因为 q1、q2带异种电荷，所以带异种电荷，所以 q3不可能在它们中间。不可能在它们中间。 再根据库仑定律，静电力和距离的平方成反再根据库仑定律，静电力和距离的平方成反 比，可推知比

39、，可推知 q3应该在应该在 q1、q2的连线上的连线上 q1的外侧的外侧 (离小电荷量的电荷近一点的地方离小电荷量的电荷近一点的地方)，如图所示。设，如图所示。设 q3离离 q1的的 距离是距离是 x，根据库仑定律和平衡条件列式：，根据库仑定律和平衡条件列式：kq3q1 x2 k q3q2 xr 2， ， 将将 q1、q2的已知量代入得：的已知量代入得：xr，对，对 q3的电性和电荷量均没的电性和电荷量均没 有要求。有要求。 (2)要使三个点电荷都处于平衡状态，就对要使三个点电荷都处于平衡状态，就对 q3的电性和电的电性和电 荷量都有要求。首先荷量都有要求。首先 q3不能是一个负电荷，若是负电

40、荷，不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、 q2都不能平衡，也不能处在它们中间或都不能平衡，也不能处在它们中间或 q2的外侧。的外侧。 根据库仑定律和平衡条件列式如下：根据库仑定律和平衡条件列式如下： 对对 q3：kq3q1 x2 k q3q2 xr 2，对 ，对 q1：kq1q3 x2 kq1q2 r2 ， 解上述两个方程得：解上述两个方程得：q34q，xr。 答案答案 (1)距距A左侧左侧r处，对处，对q3电荷量及电性均无要求电荷量及电性均无要求 (2)q34q，A左侧左侧r处处 对于三个自由电荷仅在库仑力作用下的平衡问题，根对于三个自由电荷仅在库仑力作用下的平衡问题，根 据库仑定律和力的平

41、衡条件，可以概括成易记的口诀为：据库仑定律和力的平衡条件，可以概括成易记的口诀为： “三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大”。“两大夹小两大夹小” 是说三个电荷中，外面两个的电荷量必须大于中间的电荷是说三个电荷中，外面两个的电荷量必须大于中间的电荷 量；量；“两同夹异两同夹异”是说外面的两个电荷的电性必须相同，并是说外面的两个电荷的电性必须相同，并 且中间的一个电性与外面的两个相异；且中间的一个电性与外面的两个相异；“近小远大近小远大”是指中是指中 间电荷离电荷量小的电荷近，离电荷量大的电荷远。间电荷离电荷量小的电荷近，离电荷量大的电荷远。 解析：解析：

42、若若 q1q，则，则 q3应该是一个负电荷，必应该是一个负电荷，必 须放在须放在 q1、q2之间，如图所示。之间，如图所示。 根据库仑定律和平衡条件列式如下，根据库仑定律和平衡条件列式如下， 对对 q1：kq3q1 x2 kq1q2 r2 ，对，对 q3：kq3q1 x2 k q3q2 rx 2， ， 解上述方程得：解上述方程得：q34 9q， ，xr 3。 。 答案：答案：q34 9q，带负电，在 ，带负电，在 AB 之间，距之间，距 A r 3处 处 在例在例2中，若中，若q1q，第，第(2)问中的答案又如何？问中的答案又如何？ 例例 3 光滑的绝缘水平面上的带电光滑的绝缘水平面上的带电

43、小球小球 A、B 的质量分别为的质量分别为 m12 g， m21 g，它们的电荷量相等，它们的电荷量相等， q1q210 7 C， ，A 球带正电，球带正电，B 球带负电。现在水平恒力球带负电。现在水平恒力 F1向向 右作用于右作用于 A 球，这时球，这时 A、B 一起向右运动，且保持距离一起向右运动，且保持距离 d0.1 m 不变，如图不变，如图 123 所示。试问：所示。试问：F1多大？它们如何运动？多大？它们如何运动？ 思路点拨思路点拨 A、B 间距不变，说明运动状态相同，即间距不变，说明运动状态相同，即 A、B 两球的速度和加速度均相同。两球的速度和加速度均相同。 图图123 答案答案

44、 2.710 2 N 一起向右做匀加速直线运动 一起向右做匀加速直线运动 解析解析 A、B 运动时距离保持不变，说明二者速度、加运动时距离保持不变，说明二者速度、加 速度均相等。对于速度均相等。对于 B，水平方向只受，水平方向只受 A 的库仑力的库仑力 F2，则，则 aBF2 m2 kq1q2 d2m2 9109 10 7 10 7 0.12110 3 m/s29 m/s2。 所以所以 aAaB9 m/s2，由于加速度恒定，故小球向右做匀，由于加速度恒定，故小球向右做匀 加速直线运动。加速直线运动。 选选 A、B 整体为研究对象，库仑力为系统内力，则整体为研究对象，库仑力为系统内力，则 F1(

45、m1m2)a310 3 9 N2.710 2 N。 。 处理电荷间相互作用的动力学问题，与处理力学中的处理电荷间相互作用的动力学问题，与处理力学中的 问题时应用的规律、方法相同，只是在分析物体受力时要问题时应用的规律、方法相同，只是在分析物体受力时要 考虑库仑力的存在。考虑库仑力的存在。 第 3 节 第 一 章 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一知识点一 知识点二知识点二 知识点三知识点三 考向一 考向三 随堂基础巩固随堂基础巩固 课时跟踪训练课时跟踪训练 考向二 1电场是电荷周围存在的一种特殊物电场是电荷周围存在的一种特殊物 质，它对放入其中的电荷有力的质，它对放入其中的电荷有力的 作用。作用。 2电场强度是用来描述电场的力的性电场强度是用来描述电场的力的性 质的物理量，其定义式为质的物理量，其定义式为 EF q 。 3电场强度由电场本身决定，与放电场强度由电场本身决定，与放 入其中的电荷无关。入其中的电荷无关。 4电场线是为了形象描述电场而引电场线是为了形象描述电场而引 入的假入的假 想的线，其疏密程度表示电想的线，其疏密程度表示电 场的强弱。场的强弱。 自学教材自学教材 1电场的本质与性质电场的本质与性质