2018-2019學(xué)年高一物理暑假作業(yè)18 電荷守恒定律 庫(kù)侖定律重、難點(diǎn)通關(guān).doc
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專練18 電荷守恒定律 庫(kù)侖定律 重難點(diǎn)1 電荷、元電荷、點(diǎn)電荷 1.兩種電荷:用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電;用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電。 2.電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥;異種電荷相互吸引。 電荷量:電荷的多少。單位:庫(kù)侖。符號(hào):C。 3.元電荷:最小電荷量,用e表示。e=1.6010–19 C。所有帶電體的電荷量或者等于e,或者是e的整數(shù)倍。電荷量不能連續(xù)變化。 4.點(diǎn)電荷:當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí),這樣的帶電體就可以看作帶電的點(diǎn),叫做點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),也是一種理想化的模型。 5.比荷:帶電體的電荷量與質(zhì)量的比值。 電子的電荷量e=1.6010–19 C,電子的質(zhì)量me=9.110–31 kg,電子的閉合為=1.761011 C/kg 【典例精析】關(guān)于元電荷和點(diǎn)電荷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A.元電荷實(shí)際上是指電子和質(zhì)子本身 B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍 C.元電荷的值通常取作e=1.6010-19 C D.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷,不是看他尺寸的絕對(duì)值,而是看它的形狀和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽略不計(jì) 【典例分析】元電荷又稱“基本電量”,在各種帶電微粒中,電子或質(zhì)子的電荷量的大小是最小的,人們把最小電荷叫做元電荷,常用符號(hào)e表示,任何帶電體所帶電荷都等于元電荷或者是元電荷的整數(shù)倍。另外,點(diǎn)電荷的概念一定要熟練掌握。 【參考答案】A 【精準(zhǔn)解析】元電荷是指電子或質(zhì)子所帶的電荷量,數(shù)值為e=1.6010-19C,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;所有帶電體的電荷量都等于元電荷的整數(shù)倍,B項(xiàng)正確;一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷,不是看他尺寸的絕對(duì)值,而是看它的形狀和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽略不計(jì),當(dāng)帶電體的形狀大小對(duì)它們間相互作用力的影響可忽略時(shí),這個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷,選項(xiàng)D正確;此題選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng),故選A。 1.已知一個(gè)電子所帶電量e=1.610-19 C,現(xiàn)高二有位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某本資料書(shū)上有個(gè)數(shù)值很模糊,根據(jù)你所學(xué)知識(shí),推斷該數(shù)值不可能是 A.3.210-19 C B.3.010-19 C C.3.210-18 C D.3.210-17 C 【答案】B 【解析】元電荷電量為。物體所帶電荷量為元電荷電量的整數(shù)倍,故B的數(shù)值不可能,綜上分析,答案為B。 2.關(guān)于對(duì)元電荷的理解,下列說(shuō)法正確的是 A.元電荷就是電子 B.元電荷就是質(zhì)子 C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量 D.元電荷是帶電荷量最小的帶電粒子 【答案】C 【點(diǎn)睛】元電荷是一個(gè)電子帶的電荷量,不是電子,也不是質(zhì)子,是一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶的電荷量,任何帶電體所帶電荷都是e的整數(shù)倍。 3.如圖所示,掛在絕緣細(xì)線下的小輕質(zhì)通草球,因電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,可知 A.甲圖中兩球一定帶異種電荷 B.乙圖中兩球一定帶同種電荷 C.甲圖中兩球一定帶同種電荷 D.乙圖中兩球一定帶異種電荷 【答案】B 【解析】相互排斥,則兩球一定帶同種電荷,可能是正電,也可能是負(fù)電。相互吸引,兩球可能帶異種電荷,也可能一個(gè)帶電,另一個(gè)不帶電,故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選B。 【點(diǎn)睛】解決此類題目注意以下兩點(diǎn):(1)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引;(2)排斥的帶有同種電荷,吸引的可能帶有異種電荷,也可能帶電體吸引不帶電體。 4.關(guān)于點(diǎn)電荷,正確的說(shuō)法是 A.只有體積體很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷 B.體積很大的帶電體一定不能視為點(diǎn)電荷 C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小與形狀對(duì)它們之間的相互靜電力的影響可以忽略時(shí),這兩個(gè)帶電體便可看作點(diǎn)電荷 D.一切帶電體在任何情況下均可視為點(diǎn)電荷 【答案】C 重難點(diǎn)2 電荷守恒定律 一、電荷守恒定律 電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變。 電荷守恒定律的另一種表述為:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和是保持不變的。 二、物體的三種帶電方式 1.摩擦起電 兩物體相互摩擦,因?yàn)椴煌镔|(zhì)對(duì)電子的束縛能力的強(qiáng)弱不同,則對(duì)電子束縛能力相對(duì)較弱的失去電子而帶正電,而對(duì)電子束縛能力相對(duì)較強(qiáng)的得到電子而帶負(fù)電。 實(shí)質(zhì):電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,得到電子帶負(fù)電,失去電子帶正電。 2.感應(yīng)起電 感應(yīng)起電:當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠(yuǎn)離的一端帶同種電荷,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程,叫做感應(yīng)起電。 實(shí)質(zhì):電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。發(fā)生感應(yīng)起電的是導(dǎo)體而不是絕緣體。 3.接觸帶電 用帶電的物體與不帶電的物體或兩個(gè)帶相反電荷但所帶電荷量不同的物體接觸,都可以使物體帶電。 4.起電的本質(zhì) 無(wú)論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開(kāi),使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,并不是創(chuàng)造電荷。 【典例精析】下列關(guān)于起電的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A.不管是何種起電方式,都要遵循電荷守恒定律 B.摩擦起電時(shí),失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負(fù)電 C.摩擦和感應(yīng)都能使電子轉(zhuǎn)移,只不過(guò)前者使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 D.一個(gè)帶電體接觸一個(gè)不帶電的物體,則兩個(gè)物體帶上等量異種電荷 【典例分析】明確電荷守恒定律的內(nèi)容,知道起電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移;并能正確進(jìn)行解釋即可求解。 【參考答案】D 【精準(zhǔn)解析】A、不管是何種起電方式,都要遵循電荷守恒定律,故A正確;B、摩擦起電時(shí),電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負(fù)電,故B正確;C、摩擦起電和感應(yīng)起電的原因均為電荷的轉(zhuǎn)移,摩擦和感應(yīng)都能使電子轉(zhuǎn)移,只不過(guò)前者使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,故C正確;D、接觸起電時(shí),兩物體只能帶上同種電荷,并且只有兩物體完全相同時(shí)才能帶等量電荷,故D錯(cuò)誤。 【規(guī)律總結(jié)】(1)三種起電方式的本質(zhì)都是電子轉(zhuǎn)移,電子轉(zhuǎn)移的動(dòng)力是同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。 (2)絕緣體一般通過(guò)摩擦起電,不能通過(guò)接觸或靜電感應(yīng)起電;導(dǎo)體一般通過(guò)接觸或靜電感應(yīng)起電,導(dǎo)體摩擦起電的效果不明顯,導(dǎo)體間摩擦起電后,又立刻全部中和。 (3)原來(lái)不帶電的導(dǎo)體感應(yīng)起電后,導(dǎo)體的凈電荷仍為零。 1.把一個(gè)帶正電的金屬球A跟不帶電的同樣的金屬球B相碰。兩球都帶等量的正電荷,這是因?yàn)? A.A球的正電荷移到B球上 B.B球的正電荷移到A球上 C.A球的負(fù)電荷移到B球上 D.B球的負(fù)電荷移到A球上 【答案】D 【解析】由于A球上正電荷對(duì)電子的吸引,電子從B球轉(zhuǎn)移到A球上,原來(lái)中性的B球失去電子,就帶正電。故D正確。 2.如圖是伏打起電盤(pán)示意圖,其起電原理是 A.摩擦起電 B.感應(yīng)起電 C.接觸起電 D.以上三種方式都不是 【答案】B 【解析】導(dǎo)電平板靠近帶電絕緣板并接地時(shí),發(fā)生靜電感應(yīng),使導(dǎo)電平板帶上負(fù)電荷,B正確。 3.將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,如圖所示,下列幾種方法能使兩球帶上異種電荷的是 A.先移走棒,再把兩球分開(kāi) B.先將棒接觸一下其中一球,再把兩球分開(kāi) C.棒帶的電荷量如果不變,不能使兩導(dǎo)體球帶電 D.先把兩球分開(kāi),再移走棒 【答案】D 【點(diǎn)晴】解決本題的關(guān)鍵知道摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電的實(shí)質(zhì)都是電荷的移動(dòng),電荷的總量保持不變。 4.完全相同的金屬小球A、B,A球帶電荷量為+16Q,B球帶電荷量為-8Q?,F(xiàn)將A與B接觸后分開(kāi),則A、B兩球的帶電荷量分別為 A.-8Q,+16Q B.+8Q,+8Q C.-4Q,-4Q D.+4Q,+4Q 【答案】D 【點(diǎn)晴】電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保存不變。 重難點(diǎn)3 庫(kù)侖定律 1.內(nèi)容 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,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。 電荷間的這種相互作用力叫做靜電力或庫(kù)侖力。 2.適用范圍 (1)真空中 (2)靜止的 (3)點(diǎn)電荷 3.庫(kù)侖定律的表達(dá)式。 式中的k是比例系數(shù),叫做靜電力常量。k=。 注意:計(jì)算大小時(shí)只需將電荷量的絕對(duì)值代入。 靜電力與萬(wàn)有引力的比較 (1)相同點(diǎn):公式形式相同,應(yīng)用時(shí)都有條件 都是不接觸力,且與距離的二次方成反比 (2)不同點(diǎn):萬(wàn)有引力只是相互吸引,而靜電力可以是引力,也可以是斥力 (3)在求靜電力時(shí),萬(wàn)有引力可以忽略 【典例精析】如圖所示質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn),帶有電荷量也為q的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上,其中O點(diǎn)與小球A的間距為l。O點(diǎn)與小球B的間距為,當(dāng)小球A平衡時(shí),懸線與豎直方向夾角,帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則 A.A、B間庫(kù)侖力大小 B.A、B間庫(kù)侖力 C.細(xì)線拉力大小 D.細(xì)線拉力大小 【典例分析】借助于相似三角形和余弦定理求解拉力的大小,對(duì)于此類題要正確的畫(huà)出受力圖,組建三角形。 【參考答案】B 【精準(zhǔn)解析】A的受力如圖所示,幾何三角形OAB與力三角形相似,由對(duì)應(yīng)邊成比例,則,由余弦定律,則,故B正確。 【規(guī)律總結(jié)】庫(kù)侖力參與的平衡問(wèn)題 1.庫(kù)侖力參與的平衡問(wèn)題 與一般平衡問(wèn)題的分析方法相同,只是需要多分析庫(kù)侖力而己??梢赃\(yùn)用平行四邊形定則或三角形定則直接作圖分析;也可以進(jìn)行正交分解,列兩個(gè)垂直方向的平衡方程,由解析法分析。 2.三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡條件 (1)三點(diǎn)共線——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一直線上; (2)兩同夾異——正負(fù)電荷相互間隔; (3)兩大夾小——中間電荷的電荷量最小; (4)近小遠(yuǎn)大——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。 1.真空中兩個(gè)完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點(diǎn)電荷),分別固定在兩處,它們之間的靜電力為F,用一個(gè)不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸,然后移開(kāi)球C,此時(shí)A、B球間的靜電力為 A. B. C. D. 【答案】C 【點(diǎn)睛】由庫(kù)侖定律可知,在真空是必須確保電荷量不變,且電荷間距要大是能將帶電量看成點(diǎn)來(lái)處理。同時(shí)兩球帶同種電荷,所以當(dāng)與A球接觸后的小球C與B球接觸時(shí),則先出現(xiàn)電荷中和,然后再平分電荷。 2.如圖,三個(gè)固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則 A.a(chǎn)、b的電荷同號(hào), B.a(chǎn)、b的電荷異號(hào), C.a(chǎn)、b的電荷同號(hào), D.a(chǎn)、b的電荷異號(hào), 【答案】D 【點(diǎn)睛】此題將庫(kù)侖定律、受力分析、平行四邊形定則有機(jī)融合,難度不大。 3.如圖所示,兩個(gè)帶電量分別為Q1與Q2的小球固定于相距為d的水平面上,另有一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為q的帶電粒子A,懸浮于空中不動(dòng),此時(shí)A離Q1的距離為d,離Q2的距離為d。已知重力加速度為g,靜電力常量為k。則 A.Q1與Q2可能為異種電荷 B.Q1=3Q2 C.Q1=9Q2 D.Q1 = 【答案】D 4.兩個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷固定于A、B兩點(diǎn),A、B兩點(diǎn)間的距離為r,A、B兩點(diǎn)連線的中垂線上有一點(diǎn)M,M到A、B兩點(diǎn)的距離均為r,從M點(diǎn)以一定的初速度垂直MAB平面射出一電量大小為q、質(zhì)量為m的負(fù)點(diǎn)電荷,該負(fù)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知靜電力常量為k,負(fù)點(diǎn)電荷的重力不計(jì),則負(fù)點(diǎn)電荷從M點(diǎn)射出的速度大小為 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】負(fù)點(diǎn)電荷在M處的電場(chǎng)力為,負(fù)點(diǎn)電荷在中垂線做勻速圓周的半徑為,由牛頓第二定律可知,代入得,故C正確。 5.如圖所示,兩個(gè)帶電荷量為q的點(diǎn)電荷分別位于帶電的半徑相同的球殼和球殼的球心,這兩個(gè)球殼上電荷均勻分布且電荷面密度相同,若甲圖中帶電球殼對(duì)點(diǎn)電荷q的庫(kù)侖力的大小為F,則乙圖中帶電的球殼對(duì)點(diǎn)電荷q的庫(kù)侖力的大小為 A. B. C. D.F 【答案】D- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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