課程信息【本講教育信息】一、教學內容：電荷的相互作用二、考點點撥本節課是電學的基本內容，其中庫侖定律是高考中的一個二級考點。三、跨越障礙（一）電荷、電荷守恒定律.兩種電荷：自然界中存在著兩種電荷。它們分別為正電荷和負電荷。用毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷叫負電荷；用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫正電荷。同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。.電荷量：電荷量是指物體所帶電荷的多少；單位是庫侖。簡稱庫，符號是C。物體不帶電的實質是物體的正、負電荷數相等；物體帶電的實質是正負電荷不相等。.元電荷：電子所帶電荷量：e=L6x10-19C。實驗表明：所有帶電體的電荷量等于e或是e的整數倍，因此e稱為元電荷。.點電荷:如果帶電體間的距離比它們的大小大得多.以致帶電體的大小和形狀可忽略不計，這樣的帶電體可以看成點電荷。點電荷是一種理想化模型，實際不存在。.電荷守恒定律：電荷既不能創造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分。兩個帶有異種電荷的導體，接觸后先發生正負電荷的中和，然后再進行電荷的分配，若不受外界影響，兩個外形完全相同的導體接觸后所帶電荷量相等。（二）庫侖定律.庫侖定律：真空中兩個點電荷間的相互作用力，跟兩個電荷所帶電量的乘積成正比.跟它們距離的平方成反比，作用力的方向在兩個點電荷的連線上。F_密.數學表達式為： r2.適用條件：庫侖定律適用于真空中的點電荷。對可以視為點電荷的兩個帶電體間也可用庫侖定律。.關于靜電常量k為靜電常量，它是由F、r、Q的單位共同決定的，在國際單位制中，k=9.0x109N?m2/C2,它的單位為導出單位。k的物理意義是：兩個電荷量分別是1C的點電荷，相距lm時，相互作用的靜電力為9.0x109NQQQF=k—1-2-.庫侖定律是定量分析電荷間相互作用力的基本規律。表達式為 r2口QQF=k—1―2-從數學觀點看， r2中的rT0時.應該得FT8，即兩者的庫侖力趨向無限大，但這是不可能的，因為庫侖定律僅適用于真空中的點電荷，當兩帶電體無限靠近，即

廠f°時，帶電體不能看成點電荷，就不能應用庫侖定律來計算。.電荷量、元電荷、點電荷和試探電荷的區別和聯系電荷量是物體帶電的多少，電荷量只能是元電荷的整數倍;元電荷不是電子也不是質子，而是最小的電荷量。電子和質子帶最小的電荷量。即e=1.6x10-190；點電荷要求“線度遠小于研究范圍的空間尺度”。是一種理想化的模型，對其所帶電荷量無限制；試探電荷要求放入電場后對原來的電場不產生影響，且要求在其占據的空間內場強“相同”。故其應為帶電量“足夠小”的點電荷。例1：有三個完全相同的金屬球A、B、C，A的帶電量為7Q，B的帶電量為一Q,C不帶電，將A、B固定。然后讓C反復與A、B球接觸，最后移走C。試問A、B間的相互作用力變為原來的多少倍？解析：C球反復與A、B球接觸，則A、B原先所帶電量的總和最后在三個相同的小球7Q+(-Q)=TOC\o"1-5"\h\z上均分，所以A、B、C三球最后所帶電量均為 3 -2QQ心QQF=kT-3-由庫侖定律 r2可知口,7QxQ 7Q2F=k =k A、B球間原來的作用力為 r2 r2與C反復接觸后，A、B球間的作用力為4F=—F即74故A、B間的相互作用力變為原來的7倍注：相同大小的帶電小球接觸，電荷滿足先中和再平分。例2：如圖所示，把一個帶正電的小球A放在某處，有一個掛在細線下端的帶正電的小球B,由于帶正電的小球A的作用，靜止在圖示位置，若固定的帶正電的小球A的電量為Q,,A和B在同一水平線上，整個裝置處于真空中，0B球的質量為m,帶電量為q,0=30求：A,A和B在同一水平線上，整個裝置處于真空中，0F=k解析：F=k解析：由庫侖定律—1-2-r2知，要求A和B兩球之間的距離r,只要求出F就可以八Fmg，得tan0=——mg，得了。通過對B球如圖所示的受力分析，可以求出F,由力的合成知識可得F=mgtan0F=F=kQQ代入r2r=1三得mg例3：如圖所示，質量均為m的三個帶電小球A、B、C放置在光滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為L（L比半徑大得多）。B球帶電量為QB—q，a球的帶電量為QA=6q，若在C球上加一個水平向右的恒力F，要使三個小球始終保持L的間距運動，求：（1）水平向右的恒力F的大小？（2）C球帶電量為多少？帶何種電荷？解析：當恒力作用于C時。由于三個小球始終保持L的間距運動，說明A、B、C三個帶電小球的加速度相同，設加速度為。，因三球間距離不變，則相互的庫侖力為恒力。以B為研究對象進行受力分析，由于A球帶正電，B球帶負電，因此B球受到A球對它的庫侖力向左，要想B球向右運動，可以知道C球對它的庫侖力一定向右，則C球帶正電。帶電量設為Qc以A、B、C三球整體為研究對象，由牛頓第二定律得F=3ma分別以A和B球為研究對象。由牛頓第二定律得Q2Q小QQ…k-a-b一k—a-c=maL2 4L2kQQ一kL18kq2F^^ 得：Qc=8q， L例4：如圖所示，qi、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知4和q2之間的距離為li，q2和q3之間的距離為12，且每個電荷都處于平衡狀態。（1）如q2為正電荷，則qi、q3分別為何種電荷。（2）qi、q2、q3三者電量的大小之比為多少？h一口上七….-..2…z*iqi⑦ 汨解析（1）就q2而言。qi、q3只要帶同種電荷便可能使其處于平衡狀態，而對qi和q3，若都帶正電荷，各自均受到另外兩個電荷的斥力而不能保持平衡，只有同帶負電荷，q2對其為引力，另外一個電荷對其為斥力，當兩力大小相等時才能處于平衡。（2）由庫侖定律建立如下平衡式：

k型k型對qi:有l2二k qiq3(11+12)2TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"kq1q2—kqq12 23對q2:有li2 122kqiq3 =k用對q3：有(l1+12)2 122l+ll+l、q:q:q=J 2)2：1：J 2)2解得：1 2 3 12 li四、小結本節課主要是掌握庫侖定律的相關內容，適用條件及庫侖定律和力學中其它相關知識的應用。五、預習導學（電場的特點）.電場（1）電場：帶電體周圍存在著一種物質，是電荷間 的媒體.（2）電場最基本的性質是對放入電場中的電荷有 的作用..電場強度（1）定義：放入電場中某點的電荷所受 與此電荷所帶的比值叫電場強度.用—表示.（2）定義式：E （3）單位：N/c或v/m（4）矢標性：電場強度是■—.其方向為—的受力方向..電場線（1）電場線：在電場中畫出的一系列從 出發到終止的曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的 一致，此曲線叫電場線.（2）電場線的特點①電場線是起源于（或無限遠處），終止于（或無限遠處）的有源線.②電場線是不、不中斷、不的曲線③電場線的疏密反映電場的.且電場線密的地方場強一，電場線疏的地方場強—.【模擬試題】（答題時間：50分鐘）.下列說法正確的是A,摩擦起電和靜電感應都是使物體的正負電荷分開，而總電荷量并未變化B,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電，是摩擦過程中硬橡膠棒上的正電荷轉移到了毛皮上C,用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷是摩擦過程中玻璃棒得到了正電荷D.物體不帶電，表明物體中沒有電荷*2.如圖所示，a、b、c、d為四個帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,貝UA.僅有兩個小球帶同種電荷cA.僅有兩個小球帶同種電荷c、d小球帶同種電荷B.僅有三個小球帶同種電荷c、d小球帶異種電荷*3.如圖所示，取一絕緣柱支持的導體A和B,使它們彼此接觸，A、B下部各貼有一對金箔.當一帶電導體C靠近A端時A端金箔張開，B端金箔閉合A瑞金箔張開，B端金箔張開C.先把A、B分開再移去C，A、B下的金箔仍張開D.先把A、B分開，再移去C，再使A、B接觸，則A、B下的金箔閉合*4.如圖所示.有一帶正電的驗電器，當一金屬球A靠近驗電器的小球B（不接觸）時.驗電器的金箔張角減小.電器的金箔張角減小.則A.金屬球可能不帶電A.金屬球可能不帶電C.金屬球可能帶正電B.金屬球可能帶負電D.金屬球一定帶負電.為了測定水分子是極性分子還是非極性分子，可做如下實驗：在酸式滴定管中注入適當蒸餾水，打開活塞，讓水慢慢如線狀流下。把用絲綢摩擦過的玻璃棒接近水流，發現水流向靠近玻璃棒的方向偏轉，這證明水分子是非極性分子水分子是極性分子C.水分子是極性分子且帶正電D.水分子是極性分子且帶負電.關于點電荷的概念，下列說法正確的是A.當兩個帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點電荷B,只有體積很小的帶電體才能看作點電荷C.體積很大的帶電體一定不能看作點電荷D.對于任何帶電球體.總可把它看作電荷全部集中在球心的點電荷**7.三個相同的金屬球，原來有兩個小球帶電量大小相等，相互間的引力為F，用第三個不帶電的小球，依次接觸兩個帶電球后再移走，則原來兩個帶電小球之間的相互吸引力變為F F F 3FA.2 B,4 C,8 D,8**8.有一彈簧原長為L0，兩端固定的絕緣小球上帶同種電荷，電量都為夕0，由于靜電斥力使彈簧伸長了L，如圖所示，如果兩球的電量均減為原來的一半，那么，彈簧比原長伸長

L L L LA.4 B.小于4C.大于4D.2*9.如圖所示。有三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上，已知A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力如圖中Fa所示.那么可以判定點電荷C所帶電荷的電性為屆 be一定是正電一定是負電C.可能是正電，也可能是負電D.無法判斷*10.M、N兩個點電荷僅在相互間的庫侖力的作用下，從靜止開始運動，開始時M的加速度為a，N的加速度為4a，經過一段時間后，N的加速度變為a，速度達到V，此時M的加速度和速度的大小分別是4'4a.-7,4V4'4a.-7,4V4V4a,—4D4a,4v*11.豎直絕緣墻壁上的Q點固定有質點A，在Q的正上方的P點用絲線懸掛另一質點B。A、B兩質點因為帶電而相互排斥，致使懸線與豎直方向成？角，如圖所示.由于漏電使A、B兩質點的電荷量逐漸減少，在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力大小A.逐漸減小 B.逐漸增大C.保持不變 D.先變大后變小*12.宇航員在探測某星球時，發現該星球均勻帶電，且電性為負，電荷量為Q，表面無大氣，在一次實驗中。宇航員將一帶負電q（且q<<Q）的粉塵置于離該星球表面h處.該粉塵恰處于懸浮狀態；宇航員又將此粉塵帶到距該星球表面2h處，無初速釋放，則此帶電粉塵將A,向星球球心方向下落B.背向星球球心方向飛向太空C,仍處于懸浮狀態D.因不知星球和粉塵質量，無法判斷其運動情況**13.如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個質量均為m，電荷量均為+Q的物體A和B（A、B均可視為質點）。它們間的距離為r，與平面間的動摩擦因數均為N，求：(1)A受到的摩擦力為多大？(2)如果將A的電荷量增至+4Q.兩物體開始運動，當它們的加速度第一次為零時。A、B各運動了多遠距離？G你熱愛生命嗎節那么別浪費時間，因為時間是蛆成生V命的材料 --富蘭克林【試題答案】.答案A解析：物體帶電是電子轉移的結果..答案BD解析：由假設法得出B、D正確..答案：BCD解析:當C靠近A端時，B端電子向A端移動.A端帶負電，B端帶正電，故B正確A錯.A、B分開再移去C，則A帶負電，B帶正電，C正確.若使A、B接觸，則AB不帶電.所以D正確..答案AB.答案B解析：因為玻璃棒帶正電，而水流向靠近玻璃棒的方向偏轉，則說明水分子是極性分子.答案A解析：點電荷是一種理想化的模型，帶電體在什么情況下可以看成點電荷要視具體情況而定..答案C解析：因為兩個小球的相互作用力為引力，故它們帶的是異種電荷，接觸后電荷先中和再平分.答案C1兩球電荷量均減半，使其相互作用力減為原來的4；又因兩球間距離減小，使其相互作用力增大一點兒，所以彈簧的伸長量要大于L/4,故選C。.答案B解析：將FBA和FCA合成知B正確.答案A解析：由題意知，設N的質量為m，則M的質量為4m.當N的加速度為a時由于作用的庫侖力大小相等，庫侖力提供合外力，由牛頓第二定律：4m'=ma，,a所以"又由動量守恒mv_4m