最新人教版高中物理选修1电荷库仑定律

一、电荷一、电荷库仑定律库仑定律 答案答案 （1）吸引（2）排斥（3）摩擦起电（4）接触带电（5）感应起电（6） －19 1.6010C（7）创生（8）消灭（9）总量（10）真空中（11）点电荷（12） 成正比（13）二次方（14）kQ1Q2 r2 1．电荷 （1）电荷有两种正电荷和负电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。 （2）两种电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 （3）电荷量 电荷的多少叫做电荷量，用Q（或q）表示。在国际单位制中，电荷量的单位是库仑， 简称库，用符号 C 表示。通常，正电荷量用正数表示，负电荷量用负数表示。 （4）元电荷 －19 最小的电荷量叫做“元电荷”，用e表示，且e＝1.6010 C。 【例 1】用轻小物体甲、乙靠近带负电的轻小物体丙，结果丙被甲吸引，乙被推开，由 此可确定（） A．甲带正电B．甲带负电 C．乙带正电 D．乙带负电 解析解析本题考查了电荷之间的相互作用规律同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 但不要忽略了带电体可以吸引不带电的轻小物体这一性质。 由此可知，乙一定带负电，而甲 可能带正电也可能不带电。只有D 正确。 答案答案D 2．电荷守恒定律 密立根 大量事实表明，电荷既不能创生，也不能消灭，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，这个结论叫做 电荷守恒定律。该定律是物理学中最重要的基本定律之一。 －19 电荷量e叫做元电荷，元电荷e＝1.6010 C，所有带电物体的电荷量或者等于e， 或者是e的整数倍。 释疑点释疑点元电荷的理解①元电荷不是电荷量的单位， 不是指某个电荷。 ②元电荷是一 －19 个数值，不是电子，也不是质子，只是1.610C 的电荷量。元电荷量即电子所带的电荷 量，最早由美国科学家密立根用实验测得。 【例 2－1】关于电荷量，以下说法正确的是（） A．物体所带的电荷量可以为任意实数 B．物体所带的电荷量只能是某些值 －9－10 C．物体带正电荷 1.610 C，这是因为失去了 1.010个电子 －19 D．物体带电荷量的最小值为1.610 C 解析解析 A 物体所带的电荷量不可以为任意实数，必须是元电荷的整数倍 B√ －910 C物体带正电荷 1.610 C，这是因为失去了 1.010 个电子 －19 D√物体带电荷量的最小值为元电荷，即1.610 C 答案答案BD 【例 2－2】一带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小 球上的净电荷几乎不存在了，这说明（） A．小球上原有的负电荷逐渐消失了 B．在此现象中，电荷不守恒 C．小球上负电荷减少的原因是潮湿的空气将电子导走了 D．该现象是由电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律 解析解析 A电荷不可能消失 B电荷永远守恒 C√潮湿的空气是导体，将电子导走 D√电子在转移的过程中遵循电荷守恒定律 答案答案CD 3．三种起电方式 （1）摩擦起电 用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象 （或两种不同的物体相互摩擦后， 一种物体 带正电，另一种物体带负电的现象） ，叫摩擦起电。摩擦起电是电子由一个物体转移到另一 个物体的结果。 因此原来不带电的两个物体摩擦起电时， 它们所带的电荷量在数值上必然相 等。雷电的原理是大气中冷暖气流上下急剧翻滚， 相互摩擦，云层就会积聚电荷，当电荷积 累到一定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电，这是典型的摩擦起电现象。 谈重点谈重点摩擦能够起电的原因物体对电子的束缚能力强弱不同。如用橡胶棒摩擦毛 皮，由于毛皮易失电子而橡胶棒易得电子，从而使橡胶棒带负电。 【例 3－1】用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近一个塑料小球时（） A．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带正电 B．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带负电 C．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带正电 D．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带负电 解析解析用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带上了负电荷， 由于它带电必然能吸引轻小物体， 所以 硬橡胶棒吸引塑料小球时，不能确定塑料小球是否带电。 但如果硬橡胶棒和塑料小球相互排斥， 则塑料小球必然带电， 而且是和硬橡胶棒带相同 种类的电荷。 故本题应选择 D 选项。 答案答案D （2）接触带电 接触带电是使物体带电的三种方式之一， 即一个不带电的导体跟另一个带电体接触后分 开，使不带电的导体带上电荷的方法。接触起电的本质仍然是电子的转移。 实验发现若是两个完全相同的绝缘金属球a、b，使a带电荷量为Q，若a、b接触， 因为a、b是完全相同的金属球，可以认为两球带电荷量相等，此时a、b均带Q/2 的电荷。 即两个完全相同的金属小球相互接触，则两球分开后电荷先求和再平分。 （3）感应起电 取一对用绝缘柱支持的金属导体A和B，导体上都贴有金属箔，让A和B彼此接触，这 时A和B上的金属箔闭合，表示它们都没有带电，如图甲。 把另一个带正电的金属球C移近导体A，这时A、B上的金属箔都张开了，表示它们都 带了电，如图乙。 如果把A、B分开，然后移去C，可以观测到A和B仍带有电荷，如图丙。再让A、B接 触，金属箔就不再张开，表明它们不再带电了，这说明A、B所带的电荷是等量异种的。 实验表明，靠近C的导体A带的电荷与C异号，远离C的导体B带的电荷与C同号。 一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时由于电荷间的相互作用， 会使导体内部的电 荷重新分布， 异种电荷被吸引到带电体附近， 而同种电荷被排斥到远离带电体的导体的另一 端，这种现象叫感应起电。 感应起电也是一种起电方式， 感应起电的本质是使导体中的正负电荷分开， 使电荷从导 体的一部分转移到另一部分。 释疑点释疑点三种起电方式虽然不同， 但它们的本质相同， 都是由于电荷的转移而产生的。 【例 3－2】关于摩擦起电和感应起电的下列说法正确的是（） A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移 C．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的创生过程 D．摩擦起电是电荷的创生过程，感应起电是因为电荷的转移过程 解析解析 A B√无论哪种起电方式都是电荷的转移 D C电荷不能创生 答案答案B 4．库仑定律 （1）内容法国物理学家库伦用精确的实验研究了电荷之间的作用力，得知真空中两 个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比， 作用力的方向在它们的连线上，人们把这个定律称为库伦定律。 库伦 （2）公式如果用Q、q表示两个点电荷的电荷量，用r表示它们之间的距离，用F 表示它们之间的静电力，则库仑定律可以表示为F＝kQq，式中的k是静电力常量，大小为 r2 9.010 ，单位是 Nm /C 。 （3）成立的条件①真空中；②静止点电荷。 （4）什么情况下电荷才能称为点电荷 如果带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多， 以至于带电体的形状和大小对相互 作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看做点电荷。