【正文】 電荷及其守恒定律一、 學習目標，知道電量的概念。，而是使物體中的正負電荷分開。二、知識點說明電荷守恒定律和元電荷：(1)正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷；(2)負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷。：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。：(1)摩擦起電；(2)接觸帶電；(3)感應起電。：(1)本質(zhì)：電荷的轉(zhuǎn)移；(2)原因：原子核對核外電子的束縛能力不同。(3)結(jié)果：兩個相互摩擦的物理帶上了等量異種電荷。：金屬中，最外層電子脫離原子核束縛在金屬中自由活動的電子，失去電子的原子變成為了帶正電的離子。：把電荷移近不帶電的異體，可以使導體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電。當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷。：電荷既不會產(chǎn)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。(一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變)：(1)最小的電荷量，用e表示，單位：庫侖，簡稱庫，符號用C表示。正電荷的電荷量為正值，負電荷的電荷量為負值。(2)比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量之比。注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。：(1)作用：檢驗物體是否帶電。(2)原理：同種電荷相互排斥。三、典型例題例1關(guān)于摩擦起電和感應起電的實質(zhì)，下列說法正確的是：（ ），也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷解析:摩擦起電的實質(zhì)是：當兩個物體相互摩擦時，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶上負電，失去電子的物體帶上正電。即電荷在物體之間轉(zhuǎn)移。感應起電的實質(zhì)是：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷之間的相互吸引或排斥，導致導體中的自由電荷趨向或遠離帶電體，使導體上靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離的一端帶同種電荷。即電荷在物體的不同部分之間轉(zhuǎn)移。由電荷守恒定律可知：電荷不可能被創(chuàng)造。答案:BC 例2絕緣細線上端固定，下端懸掛一個輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個絕緣金屬球b，開始a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使a帶電，則：（ ）、b之間不發(fā)生相互作用，吸住后不放，接觸后又把a排斥開解析：當a帶上電荷后，由于帶電體要吸引輕小物體，故a將吸引b。這種吸引是相互的，故可以觀察到a被b吸引過來。當它們相互接觸后，電荷從a轉(zhuǎn)移到b，它們就帶上了同種電荷，根據(jù)電荷間相互作用的規(guī)律，它們又將互相排斥。答案：D 例3如圖所示，將帶電棒移近兩個不帶電的導體球，兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣，下述幾種方法中能使兩球都帶電的是 （ ）A．先把兩球分開，再移走棒B．先移走棒，再把兩球分開C．先將棒接觸一下其中的一個球，再把兩球分開D．棒的帶電荷量不變，兩導體球不能帶電 解析：帶電棒移近導體球但不與導體球接觸，從而使導體球上的電荷重新分布，甲球左側(cè)感應出正電荷，乙球右側(cè)感應出負電荷，此時分開甲、乙球，則甲、乙球上分別帶上等量的異種電荷，故A正確；如果先移走帶電棒，則甲、乙兩球上的電荷又恢復原狀，則兩球分開后不顯電性，故B錯；如果先將棒接觸一下其中的一球，則甲、乙兩球會同時帶上和棒同性的電荷，故C正確．可以采用感應起電的方法使兩導體球帶電，而使棒的帶電荷量保持不變，故D錯誤。答案：AC 庫侖定理一、學習目標1．掌握庫侖定律，要求知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電力常量．2．會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算。3．知道庫侖扭秤的實驗原理二、知識點說明：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。(庫侖力)：靜止點電荷之間的相互作用力。：帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀大小以及電荷分布狀況可以忽略，這樣的帶電體就叫做點電荷，它是一種理想模型。：。k是比例系數(shù)，叫靜電力常量，r是電荷間的距離。單位:q的單位是庫侖(C)，力的單位是牛頓(N)，距離單位是米(m)。微觀粒子間的萬有引力遠小于庫侖力，萬有引力可以忽略不計。：點電荷之間的庫侖力方向在兩者連線上。三、典型例題例1：如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上．a(chǎn)和c帶正電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比b的?。阎猚受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是( ) A．F1 B．F2C．F3 D．F4解析：“同電相斥、異電相引”規(guī)律，確定電荷c受到a和b的庫侖力方向，考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量，因此Fb大于Fa，F(xiàn)b與Fa的合力只能為F2，故選項B正確。答案：B 例2：如圖所示，兩個質(zhì)量均為 m 的完全相同的金屬球殼 a和b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離 l 為球半徑的3倍．若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達式正確的是( ) A．F引＝，F(xiàn)庫＝B．F引≠，F(xiàn)庫≠C．F引≠，F(xiàn)庫＝D．F引＝，F(xiàn)庫≠解析：由于a、b 兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集，又l＝3r，不滿足l?r的要求，故不能將帶電球殼看成點電荷，所以不能應用庫侖定律，故F庫≠.雖然不滿足l?r，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點，可以應用萬有引力定律，故F引＝。答案：D 、B、C放置在光滑絕緣的水平面上，相鄰球間的距離均為L，A球帶電量＝＋10q；B球帶電量＝＋q。若在C球上加一個水平向右的恒力F，如圖7所示，要使三球能始終保持L的間距向右運動，問外力F為多大？C球帶電性質(zhì)是什么？ 解析：由于A、B兩球都帶正電，它們互相排斥，C球必須對A、B都吸引，才能保證系統(tǒng)向右加速運動，故C球帶負電荷。以三球為整體，設(shè)系統(tǒng)加速度為a，則F＝3ma①隔離A、B，由牛頓第二定律可知：對A：－＝ma②對B：＋＝ma③聯(lián)立①、②、③得F＝。答案： 負電荷 電場強度一、學習目標1．知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。2．理解電場強度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算，知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的。3．能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關(guān)的計算。4．知道電場的疊加原理，并應用這個原理進行簡單的計算。二、知識點說明：(1)電場：電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質(zhì)；電荷間通過電場相互作用。(2)電磁場：有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場和磁場的統(tǒng)一體的總稱。(3)靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的磁場。：(1)試探電荷(檢驗電荷)：1內(nèi)容：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的帶點小球；2條件：A電荷量和尺寸必須充分??；B對金屬球上的電荷分布不產(chǎn)生明顯影響。(2)場源電荷(源電荷)：激發(fā)電場的帶電小球所帶的電荷。(3)定義：放入電場中某點的電荷所受靜電力F跟它的電荷量比值，叫做該點的電場強度。(4)物理意義：1描述電場強弱的物理量；2描述電場的力的性質(zhì)的物理量。3電場強度的大小取決與電場本身，或者說取決于激發(fā)電場的電荷，與電場中的受力電荷無關(guān)。(5)定義式：。(F為電場對試探電荷的作用力，q為放入電場中某點的檢驗電荷(試探電荷)的電荷量)(6)單位：牛(頓)每庫(侖)，符號為；或者伏(特)每米，符號為；1=。(7)方向：電場強度是矢量；規(guī)定為放在該點的正電荷受到的靜電力方向；與正電荷受力方向相同，與負電荷受力方向相反。(8)適用條件：適用于一切電場。(1)點電荷的電場：1電場強度：。(只適用于點電荷；E是電場強度，k是靜電力常量，Q是點電荷的電量，r是源電荷與試探電荷的距離)2方向：如果以Q為中心作一球面，Q為正電荷，E方向沿半徑向外；Q為負電荷，E方向沿半徑向外。(2)電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。：。：在電場中畫出一系列從正電荷或無窮遠處出發(fā)到負電荷或無窮遠處終止的曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，此曲線叫電場線。 電場線的特點： (1)電場線是起源于正電荷或無窮遠處，終止于負電荷或無窮遠處的有源線。 (2)電場線不閉合、不相交、不間斷的曲線。 (3)電場線的疏密反映電場的強弱，電場線密的地方場強大，電場線稀的地方場強小。 (4)電場線不表示電荷在電場中的運動軌跡，也不是客觀存在的曲線，而是人們?yōu)榱诵蜗笾庇^的描述電場而假想的曲線。 常見電場的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點電荷發(fā)散狀負點電荷會聚狀等量同號電荷相斥狀等量異號電荷相吸狀：(1)定義：如果電場中各點電場強度的大小相等、方向相同，這個電場就叫做勻強電場。(2)特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線。(3)大小：，U為兩點間電勢差，d為沿電場線方向的距離。(4) 物理意義：沿電場線方向單位長度的電勢降落，單位長度電壓越大，場強越大。例如，兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強電場，如圖所示。 三、典型例題例1：下列說法正確的是（ ）A、 根據(jù)E＝F/q，可知，電場中某點的場強與電場力成正比B、 根據(jù)E＝kQ/r2 ，可知電場中某點的場強與形成電場的點電荷的電荷量成正比C、 根據(jù)場強的疊加原理，可知合電場的場強一定大于分電場的場強D、 電場線就是點電荷在電場中的運動軌跡 解析：這個問題涉及到有關(guān)電場的基本概念。E＝F/q作為電場強度的定義式，給出了電場強度的一種測量方式或方法。而對于電場中的某一確定的點，放在該處的試探電荷的電荷量不同，電荷受到的電場力也不同，但電場力和電荷量的比值卻是不變的，即電場強度與電場力及試探電荷的電荷量無關(guān)，而由場源電荷及研究點在場中的位置決定。對于點電荷形成的電場，確定點的場強與形成電場的場源電荷的電量成正比。電場強度是矢量，合場強由平行四邊形法則確定，作為合場強的平行四邊形的對角線不一定比作為分場強的平行四邊形的鄰邊長。只有當電場線是直線，帶電粒子只在電場力的作用下，電荷的初速度為零或初速度方向與電場線重合時，電荷的運動軌跡才會與電場線重合。答案：B 例2：如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標軸的交點分別為a、b、c、d，空間有與x軸正方向相同的勻強電場E，同時在O點固定一個電荷量為＋Q的點電荷，如果把一個帶電量為－q的試探電荷放在c點，則恰好平衡，那么勻強電場的場強為多少？a、d兩點的實際場強為多少？解析：圖示空間有勻強電場和點電荷形成的電場，任何一點的場強都是兩個電場在該處場強的合場強。由帶電量為－q的試探電荷在c處于平衡可得： 解得勻強電場的場強為：由正點電荷形成的電場場強方向從圓心沿半徑方向向外。故在a點，點電荷場強方向沿x軸正方向；在d點，點電荷場強方向沿y軸的正方向。在a點，為兩個等大、同方向場強的合成，即 在b點，為兩個等大、互相垂直的場強的合成，即 例3：如圖所示，質(zhì)量m＝103kg的帶電小球用絕緣細線豎直地懸掛于電場中，當小球的帶電量為q1＝104C時，懸線中的張力為T1＝102N，則小球所在處的場強為多大？當小球的帶電量為q2＝－104C時，懸線中的張力T2為多大？解析：小球的重力G=mg=102N由題意：繩子拉力T1=102N＜G故電場力F方向向上且有F+T1=G 得F=GT1=5103N小球處的場強E=當q2=104C時，電場力=F=5103N，方向向下，此時繩中張力為T2=G+=102N。 電勢能和電勢一、 學習目標、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系。，知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。二、知識點說明： 在電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差；也等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功，電勢記作，電勢是相對的，某點的電勢與零電勢點的選取有關(guān)，沿電場線的方向，電勢逐點降低。 說明：（1）電勢的相對性。 （2）電勢是標量。電勢是只有大小、沒有方向的物理量，電勢的正負表示該點的電勢高于和低于零電勢。 。 （1）電場力做功的特點 在電場中移動電荷時，電場力所做的功只與電荷的起止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，這一點與重力做功相同。 （2）電勢能ε 電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能，電勢能屬于電荷和電場系統(tǒng)所有。 （3）電場力做功與電勢能變化的關(guān)系 電場力的功與電勢能的數(shù)量關(guān)系 WAB=εA－εB=△ε。 電場力做正功時，電荷的電勢能減??；電場力做負功時，電荷的電勢能增加，電場力做了多少功，電荷的電