高三物理苏教版电荷守恒定律和库仑定律

1 电荷守恒定律 库仑定律

一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1、q2，其间距为r时，它们之间的相互作用力的大小为122kqqFr ，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为：

（ ）

A．kg•m2•C2 B．N2•C2•m-2 C．kg•m3•C-2 D．N•m2•C-2

【答案】D

2．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2的距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比q1：q2：q3为： （ ）

A．9:4:9 B．4:9:4 C．9:4:36 D. 4:9:36

【答案】C

3．两个分别带有电荷量为-Q和+3Q的相同金属球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．现将两球相互接触后固定在相距为0.5r的两处，则两球间库仑力的大小为： （ ）

A．43F B．34F C．112F D．12F

【答案】A

4．根据电荷守恒定律，使两个完全相同的金属球A、B分别带+5q和-q的电荷，把它们接触后分开，则A带电情况为： （ ）

A．-4q B．+2q C．+4q D．-2q

【答案】B

5．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是： （ ）

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考点内容 要求 考纲解读

物质的电结构、电荷守恒 Ⅰ 1．多个电荷库仑力的平衡和场强叠加问题．

2．利用电场线和等势面确定场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等．

3．带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题．

4．对平行板电容器电容决定因素的理解，解决两类有关动态变化的问题．

5．分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题．

6．示波管、静电除尘等在日常生活和科学技术中的应用. 静电现象的解释 Ⅰ

点电荷 Ⅰ

库仑定律 Ⅱ

静电场 Ⅰ

电场强度、点电荷的场强 Ⅱ

电场线 Ⅰ

电势能、电势 Ⅰ

电势差 Ⅱ

匀强电场中电势差与电场强度的关系 Ⅰ

带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ

示波管 Ⅰ

常用的电容器 Ⅰ

电容器的电压、电荷量和电容的关系 Ⅰ

第1课时 电荷守恒定律 库仑定律

考纲解读1.能解释静电感应现象，会利用电荷守恒定律解答有关静电问题.2.掌握库仑定律，会利用平衡条件或牛顿第二定律解答电荷平衡或运动问题．

1．[对两种电荷及起电实质的理解]一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．这说明( ) 第 2 页 共 18 页

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主要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

答案 CD

2．[对库仑定律适用条件的理解]关于库仑定律的公式F＝kq1q2r2，下列说法正确的是( )

A．当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0

B．当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞

C．当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了

D．当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了

51 电荷守恒定律 库仑定律

[方法点拨] (1)注意库仑力的大小与两点电荷间的距离平方成反比．(2)库仑力作用下的物体平衡问题，要注意整体法、隔离法的应用．

1．(2017·黑龙江双鸭山一中月考)两个相同的可视为点电荷的带异种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1∶3，相距为r时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为( )

A.112F B.16F C.14F D.13F

2．(2018·河北邢台质检)如图1所示，带电物体P、Q可视为点电荷，电荷量相同．倾角为θ、质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上．当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k，则下列说法正确的是(

)

图1

A．P、Q所带电荷量为mgktan θr2

B．P对斜面的压力为0

C．斜面体受到地面的摩擦力为0

D．斜面体对地面的压力为(M＋m)g

3．如图2所示，光滑平面上固定金属小球A，用长为l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1；若两小球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有( )

图2

A．x2＝12x1 B．x2>14x1 C．x2＝14x1 D．x2<14x1

4．(2018·福建三明一中模拟)如图3所示，在光滑的绝缘水平面上，有两个质量均为m、带电荷量分别为＋q和－q的甲、乙两个小球，在力F的作用下做匀加速直线运动，则甲、乙两球之间的距离r为( )

图3

A.qkF B．q2kF C．2qkF D．2qFk

5．(多选)如图4所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电荷量分别为－q、Q、－q、Q.四个小球构成一个菱形，－q、－q的连线与－q、Q的连线之间的夹角为α.若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是( )

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1．电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷

(1)电荷量是物体带电的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍．

(2)元电荷不是电子，也不是质子，而是最小的电荷量，电子和质子带有最小的电荷量，即e＝1.6×10－19 C.

(3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”，是一种理想化的模型，对其带电荷量无限制．

(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响，且要求在其占据的空间内场强“相同”，故其应为带电荷量“足够小”的点电荷．

2．库仑定律的理解和应用

(1)适用条件

①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式．

②当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．

(2)库仑力的方向

由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力．

3．分析库仑力作用下的平衡问题的思路

分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体平衡的方法是一样的，学会把电学问题力学化．分析方法是：

(1)确定研究对象．如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离．

(2)对研究对象进行受力分析．

有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力，而尘埃、液滴等一般需考虑重力． 欢迎下载

优质资料 (3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0)或用平衡条件推论分析．

4．三个自由点电荷的平衡问题

(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．

(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；

“两同夹异”——正负电荷相互间隔；

“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；

“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．

【例1】三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知( )