高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第七章 第一單元 第1課時(shí) 庫侖定律課件 選修31

高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理第一單元第一單元 電場力的性質(zhì)電場力的性質(zhì)第第1課時(shí)課時(shí) 庫侖定律庫侖定律 選修3-1 第七章電場高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)一 電荷與電荷守恒定律 1在自然界中存在兩種電荷即正電荷和負(fù)電荷，_稱為電荷量，其國際單位為_，簡稱_，符號_元電荷的電荷量e_ C帶電粒子所帶電荷量是元電荷的_倍2使物體帶電叫做起電，使物體帶電的三種方式為_、_和_3電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從_轉(zhuǎn)移到_，或從_轉(zhuǎn)移到_，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量_答案：1凈電荷的多少庫侖庫C1.61019整數(shù)2摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電3一個(gè)物體另一個(gè)物體物體的一部分另一部分不變高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1電荷量的實(shí)質(zhì)物體得到或失去電子便帶上了電荷量，得到電子帶負(fù)電，失去電子帶正電討論物體帶何種電荷，是指電荷是正還是負(fù)，也就是說物體具有的總電荷是哪種電荷多于哪種，電荷的多少叫做電荷量2點(diǎn)電荷是一種科學(xué)的抽象，真正的點(diǎn)電荷是不存在的，這個(gè)特點(diǎn)類似于力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)的概念點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化模型，它具有相對性一個(gè)帶電體能否被視為點(diǎn)電荷，不是由它自身體積的大小及帶電荷量的多少來判斷，而是由它與其他帶電體的距離來判斷的；高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理如果帶電體間的距離比它們的大小大很多，以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，該帶電體就可以看成點(diǎn)電荷3元電荷電荷量e1.61019 C稱為元電荷所有帶電體的電荷量都等于電荷量e或等于電荷量e的整數(shù)倍即在物體帶電現(xiàn)象中元電荷是最小電荷量但從微觀粒子層面上說：元電荷并不是基本粒子，如質(zhì)子、中子是由夸克組成的，夸克可能有e或e的電荷量高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)二 庫侖定律1庫侖定律的內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的_成正比，跟它們間的_成反比，作用力的方向在_上2公式為_，其中比例常數(shù)k叫做_，k9.0109 Nm2/C2.3適用條件：(1)_；(2)_答案：1電荷量的乘積距離的平方它們的連線2 靜電力常量3真空點(diǎn)電荷高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1庫侖力的正負(fù)不表示力的大小，而表示力的性質(zhì)庫侖力的正負(fù)不表示力的大小，而表示力的性質(zhì)當(dāng)帶電體所帶電荷同號時(shí)，F(xiàn)0，庫侖力為斥力；當(dāng)帶電體所帶電荷異號時(shí)，F(xiàn)0，庫侖力為引力所以，用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一般只將電荷量的絕對值代入，計(jì)算出力的大小，而力的方向可根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸進(jìn)行判斷2兩個(gè)帶電體間的庫侖力是一對作用力與反作用力兩個(gè)帶電體間的庫侖力是一對作用力與反作用力3庫侖定律的公式庫侖定律的公式 只適用于真空中的點(diǎn)電荷只適用于真空中的點(diǎn)電荷(在稀薄的空氣中近似成立在稀薄的空氣中近似成立)當(dāng)當(dāng)r0時(shí)，不能認(rèn)為力時(shí)，不能認(rèn)為力F無窮大，無窮大，因?yàn)榇斯讲辉俪闪⒁驗(yàn)榇斯讲辉俪闪⒏呖伎倧?fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理4點(diǎn)電荷是物理學(xué)中的理想化模型，當(dāng)帶電體間的點(diǎn)電荷是物理學(xué)中的理想化模型，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí)，可以用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算，距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí)，可以用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算，否則不能使用否則不能使用例如：半徑均為r的金屬球如右圖所示放置，使兩球的邊緣相距為r，今使兩球帶上等量的異種電荷Q，設(shè)兩電荷Q間的庫侖力大小為F，比較F與k 的大小關(guān)系顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則二者相等但依題設(shè)條件，兩球心間距離3r不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于r，故不能把兩帶電球當(dāng)作點(diǎn)電荷處理實(shí)際上，由于異種電荷的相互吸引，使高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣兩部分電荷的距離小于3r，故F .同理，若兩球帶同種電荷Q，則F .兩導(dǎo)體球間的庫侖力可應(yīng)用公式進(jìn)行定性比較 5庫侖定律都是從大量實(shí)驗(yàn)中歸納出來的基本實(shí)驗(yàn)定律，是建立整個(gè)電學(xué)理論的基礎(chǔ)，應(yīng)該很好地加以理解和掌握高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧題型一 電荷守恒定律及庫侖定律的使用計(jì)算庫侖力的大小與庫侖力的方向兩者可以分別進(jìn)行用公式計(jì)算庫侖力大小時(shí)，不必將表示電荷Q1、Q2帶電性質(zhì)的正、負(fù)號代入公式中，只將其電荷量的絕對值代入公式中從而算出力的大??；力的方向再根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引加以判斷已經(jīng)證實(shí)，質(zhì)子和中子都是由被稱為上夸克和下夸克的兩種夸克組成上夸克帶電荷量為e，下夸克帶電荷量為e，e為電子所帶電荷量的大小如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為l，l1.51015 m，試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：質(zhì)子的帶電荷量為e，所以它是由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克的兩種夸克組成按題意，三個(gè)夸克必位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，如右圖所示根據(jù)庫侖定律，上夸克和上夸克間的靜電力為：高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理代入數(shù)值得：F上上46 N，為斥力；上夸克和下夸克間的靜電力為：代入數(shù)值得：F上下23 N，為引力答案：上夸克和上夸克間的靜電力為46 N，為斥力；上夸克和下夸克間的靜電力為23 N，為引力高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練1兩個(gè)半徑相同的金屬小球，電荷量之比為17，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的()解析：設(shè)兩小球的電荷量分別為q與7q，則原來相距r時(shí)的相互作用力為 ，由于兩球的電性未知，接觸后相互作用力的計(jì)算可分兩種情況：高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理(1)兩球電性相同相互接觸時(shí)兩球電荷量平均分布、每球帶電荷量為4q，則 故D對(2)兩球電性不同相互接觸時(shí)電荷先中和再平分，每球帶電荷量3q，則 .故C對答案：CD高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型二 三個(gè)帶電小球的平衡問題三個(gè)帶電小球的平衡問題，是靜電場中的典型問題，為了使電荷系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，每個(gè)電荷受到的兩個(gè)庫侖力必須大小相等，方向相反根據(jù)庫侖定律和力的平衡條件，可推出三個(gè)自由電荷在同一直線上，位于中間的電荷量較小那一個(gè)，概括成易記的口訣即為“三點(diǎn)一線，兩同夾一異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大”如右圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離l1，q2與q3之間的距離l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)(1)若q2為正電荷，確定q1為_電荷，q3為_電荷；(2)求q1 、q2、q3三者電荷量大小之比為q1q2q3_.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：(1)q2為正電荷且處在平衡狀態(tài)，所以q1、q3都為負(fù)電荷(2)三個(gè)電荷都處在平衡狀態(tài)，三個(gè)電荷的合外力都為零，根據(jù)庫侖定律有以上三式聯(lián)立可得q1q2q3 答案：(1)負(fù)電荷負(fù)電荷高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練點(diǎn)評：三個(gè)自由電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí)，則概括口訣為“異種電荷放中間，同種電荷放兩邊，靠小遠(yuǎn)離大，高考不害怕”利用口訣，你可以迅速、準(zhǔn)確地確定三個(gè)電荷的相對位置及電性2.如右圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電荷量為Q，B帶電荷量為9Q.現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷處于平衡狀態(tài)問：C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電，應(yīng)放于何處？所帶電荷量為高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：根據(jù)平衡條件判斷，C應(yīng)帶負(fù)電，放在A的左邊且和AB在一條直線上設(shè)C帶電荷量為q，與A點(diǎn)相距為x，則以A為研究對象，根據(jù)庫侖定律和平衡條件，得：解得 故C應(yīng)帶負(fù)電，放在A的左邊0.2 m處，帶電荷量為答案：C應(yīng)帶負(fù)電，放在A的左邊0.2 m處，帶電荷量為高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型三 庫侖定律與力學(xué)綜合問題電場力雖然從本質(zhì)上區(qū)別于力學(xué)中的重力、彈力、摩擦力，但產(chǎn)生的效果服從牛頓力學(xué)中的所有規(guī)律庫侖定律常與牛頓第二定律知識相聯(lián)系，因此，有關(guān)電場力的綜合問題，應(yīng)根據(jù)力學(xué)解題思想去分析如右圖所示，質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平直槽上，A、B間和B、C間的距離均為L，已知A球帶電荷量為QA8q，B球帶電荷量為QBq.若在C球上施加一個(gè)水平向右的恒力F，恰好能使三個(gè)小球相對靜止，共同向右加速運(yùn)動，求拉力F的大小和C球的電荷量QC.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：因?yàn)锳、B、C三小球保持相對靜止，故有相同的加速度對它們整體研究，由牛頓第二定律：F 3ma對A分析：C的電性應(yīng)與A和B異性，根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律，有對B，同理可得： 三式聯(lián)立解得： 答案： 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理3.如右圖所示，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)質(zhì)量都是m的相同小球，兩兩間的距離都是l，A、B電荷量都是q.給C一個(gè)外力F，使三個(gè)小球保持相對靜止共同加速運(yùn)動求：(1) C球的帶電電性和電荷量；(2)外力F的大小解析：(1)如圖所示，先分析A、B兩球的加速度：它們相互間的庫侖力為斥力，因此C對它們只能是引力，且兩個(gè)庫侖力的合力應(yīng)沿垂直于AB連線的方向，這樣就把B受的庫侖力和合力的平行四邊形確定了，于是可得FC2FAB，即QC2q；高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理(2)對B，根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律，得解得 對三球組成的系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律得外力方向垂直AB連線指向三角形的外側(cè)答案：(1)負(fù)電荷2q高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理警示忽視對電性的討論真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷相距10 cm，它們之間的相互作用力大小為9104 N，當(dāng)它們合在一起時(shí)，成為一個(gè)電荷量為3108 C的點(diǎn)電荷，問：原來兩個(gè)電荷帶電荷量各為多少？錯(cuò)解：根據(jù)電荷守恒定律q1q23108 Ca根據(jù)庫侖定律 9104 C211015 C2b 以q2b/q1代入式得：解得 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理分析糾錯(cuò)：學(xué)生的思維缺乏細(xì)致性，看 你會發(fā)現(xiàn)根號中的數(shù)值小于0，說明該解無效，故兩點(diǎn)電荷不可能同號，只能異號，相互作用力是引力由q1q23108 Ca，q1q211015 C2b.得由此解得q15108 C，q22108 C.答案：5108 C2108 C高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理祝祝您您