1、第14讲 电荷守恒定律 库仑定律,一 电荷、电荷守恒定律,二 库仑定律,教材研读,突破一 电荷及电荷守恒定律,突破二 库仑定律的理解及应用,重难突破,一、电荷、电荷守恒定律,教材研读,1.电荷:自然界中存在正、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.元电荷:最小的电荷量,其值为e= 1.6010-19 C ,带电体的电荷量 皆为元电荷的 整数倍 。,二、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k=9.0109 N
2、m2/C2,叫静电力常量。 3.适用条件: 真空 中的 点电荷 。,1.判断下列说法的正误: (1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。 ( ) (2)点电荷和电场线都是客观存在的。 ( ) (3)根据F=k ,当r0时,F。 ( ),2.真空中两个完全相同的带电小球A和B(均可看做点电荷),带电量分别 为+2q和-6q,固定在相距为r的两点,两球间静电力为F,现用绝缘工具使 两球接触后分开,将其固定在距离为 r的两点,则两球间库仑力为 ( A ) A.相互作用的斥力,大小为 F B.相互作用的引力,大小为 F C.相互作用的引力,大小为 F D.相互作用的斥力,大小为2F,突破一 电荷
3、及电荷守恒定律,重难突破,1.两种电荷 (1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。 (2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 2.三种起电方式:摩擦起电、感应起电和接触起电,它们的实质都是电荷 的转移。,3.元电荷:最小的电荷量,e=1.610-19 C。 4.电荷守恒定律 表述1: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;在转移过程中,电荷的总量保 持不变,这个结论叫做电荷守恒定律。 表述2:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。,典例1 完全相同的金属小球A、B,A球带电荷量为+16Q,B球带电荷量
4、 为-8Q。现将A与B接触后分开,则A、B两球的带电荷量分别为 ( C ) A.-8Q,+16Q B.+8Q,+8Q C.+4Q,+4Q D.-4Q,-4Q,解析 因两球带异种电荷,所以小球A与B接触后应是先中和,后把剩余 的电荷量平分,即A、B两球的带电荷量都为q= =4Q,选项C对。,易错提醒 完全相同的两个金属球接触后再分开,如果金属球带同种电荷,总电荷量直接平分;如果金属球带异种电荷,需要先中和,剩余电荷再平均分配。,1-1 关于摩擦起电和感应起电的原因,下列说法正确的是 ( C ) A.摩擦起电的原因是电荷的转移,感应起电的原因是产生电荷 B.摩擦起电的原因是产生电荷,感应起电的原因
5、是电荷的转移 C.摩擦起电和感应起电的原因都是电荷的转移 D.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造 出电荷,解析 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了 电荷可以从一个物体转移到另一个物体。摩擦起电现象说明机械能可 以转化为电能,但并没有创造电荷,电荷只是发生转移。感应起电过程, 电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分。,突破二 库仑定律的理解及应用库仑定律的理解: (1)库仑定律适用于真空中两点电荷,空气中也可近似适用。 (2)计算点电荷间的静电力时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、 负号代入公式中。 (3)库仑力的方向由两点电荷
6、的电性决定,可按照同种电荷相互排斥,异 种电荷相互吸引来确定。,典例2 电荷量分别为q1、q2的两个点电荷,相距r时相互作用力为F,则 下列说法正确的是 ( D ) A.如果q1、q2恒定,当距离变为 时作用力将变为2F B.如果其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时,作用力变为4F C.如果将它们的电荷量和距离都加倍时,作用力变为2F D.如果它们的电荷量都加倍,距离变为 r时,作用力变为2F,解析 根据公式F= ,当距离减少为原来的 时,相互作用力变为原 来的4倍,A错;若其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时,作用力 变为2F,B错;如果将它们的电荷量和距离都加倍时,作用力不变,C错
7、;如 果它们的电荷量都加倍,距离变为 r时,作用力变为2F,选项D正确。,2-1 如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为 l,当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角=30,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,则 ( B ),A.A、B间库仑力大小F= B.A、B间库仑力大小F= C.细线拉力大小FT= D.细线拉力大小FT= mg,2-2 如图甲所示,两段等长绝缘轻质细绳将质量分别为m、3m的带电 小球A、B(均可视为点电荷)悬挂在O点,系统处于静止状态,然后在水平
8、 方向施加一匀强电场,当系统再次达到静止状态时,如图乙所示,小球B 刚好位于O点正下方(细绳始终处于伸长状态)。 则两个点电荷带电量的大小QAQB是 ( A ) A.73 B.31 C.37 D.53,解析 在题图乙中,令BOA=ABO=,对A、B整体受力分析,由平衡 条件可得:TOA cos =4mg,QBE+TOA sin =QAE;对B受力分析,由平衡条件可 得:TAB cos +F cos =3mg,TAB sin +F sin =QBE;对A受力分析,由平衡条 件可得:TOA cos +TAB cos -F cos =mg,TOA sin -TAB sin +F sin =QAE;由 以上各式解得 = 。故A正确。,
