1、- 1 -1.1 电荷及其守恒定律 1自然界中只存在两种电荷： _电荷和_电荷电荷间的作用规律是：同种电荷相互_，异种电荷相互_2用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带_ 电荷，毛皮带_电荷用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带_电荷，丝绸带_ 电荷3原子核的正电荷数量与电子的 负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为_金属中距离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做_失去 这种电子的原子便成为带_电的离子离子都在自己的平 衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中所以金属导电时只有_ 在移动4把带电体移近不带电的导体，可以使导体靠近带电体的一端 带_，远离的一端带_这种现象 叫静
2、电感应利用静电感应使物体带电叫_起电常见的起电方式还有_和_等 5电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体_到另一物体，或者从物体的一部分 _到另一部分6物体所带电荷的多少叫_ 在国 际单位制中，它的单位是_，用_表示7最小的电荷 量叫_，用 e 表示， e_.所有 带电体的电荷量都等于 e 的_电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的_一、电荷问题情境在干燥的冬天，当你伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“ 啪”的一声，手麻了一下，弄得你虚惊一场，是谁在恶作剧？原来是电荷在 作怪1这些电荷是哪里来的？物质 的微观结构是怎样的？摩擦起 电的 原因是什么？2什么是自由电子，金属成为导体的原因是什么
3、？ 3除了摩擦起电，还有其它方法可以使物体带电吗？要点提炼1摩擦起电的原因：在两个物体相互摩擦 时，一些束 缚不紧 的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带_电，失去 电子的物体 则 带_电2感应起电的原因：当一个带电 体靠近导体时，由于 电荷间 的相互吸引和排斥，导体中的自由电子便会趋向或远离带电体，使导体靠近 带电体的一端带_电荷， 远 离的一端带_电荷3常见的起电方式有摩擦起电 、感 应起电和接触起电三种起电方式的实质都是_ 的转移问题延伸感应起电 现象中实验物体必须 是导体吗？二、电荷守恒定律问题情境现代生活中电无处不在，北京市一天的耗 电量可达千万度
4、，那么，电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？ 1电荷是摩擦的过程中创造出来的 吗？- 2 -2在电荷转移的过程中其总量是否守恒？要点提炼 1电荷守恒定律的内容：电荷既不能 创生，也不能消 灭，只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分2“电荷的中和 ”是指电荷的种类和数量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为_，而不是正、负电荷一起消失了问题延伸怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？ 例 1 如图所示，不带电的枕形导体的 A、B 两端各贴有一对金箔当枕形导体的 A 端靠近一带电导体 C 时( )AA 端金箔张开，B 端金箔闭 合B用手触摸枕形导体后，A 端金箔仍张
5、开，B 端金箔闭合C用手触摸枕形导体后，将手和 C 都移走，两 对金箔均张开D选项 A 中两对金箔分别带异种电荷，选项 C 中两对金箔带同种电荷变式训练 1 如图所示，A、B、 C 是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中 C 球带正电，A、B 两个完全相同的枕形导体不带电试问：(1)如何使 A、B 都带等量正电？(2)如何使 A、B 都带等量负电？ (3)如何使 A 带负电 B 带等量的正 电？2 有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、B，分 别带 有电荷量 6.4109 C 和3.210 9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中， 电子如何转移并转移了多少？变式训练 2 有三个相同的金属小球
6、 A、B、C，其中小球 A 带有 2.0105 C 的正电荷，小球 B、C 不带电，现在让小球 C 先与球 A 接触后取走，再 让小球 B 与球 A 接触后分开，最后让小球 B 与小球 C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为 qA_ C，qB _ C，qC_ C.【即学即练】1关于元电荷的理解，下列说法正确的是( )A元电荷就是电子B元电 荷就是质子C元电 荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D元电荷就是自由电荷的简称2关于摩擦起电和感应起电的 实质，下列 说法中正确的是 ( )A摩擦起电说明电荷可以被创造B摩擦起 电是由于电荷 从一个物体 转移到另一个物体上C感应 起电是由于电荷从带电
7、物体转移到另一个物体上D感应起电是电荷在同一物体上的转移3如图所示，将带正电的球 C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( )A枕形导体中的正电荷向 B 端移 动，负电荷不移动B枕形 导体中电子向 A 端移 动，正 电荷不移动C枕形 导体中的正、 负电荷同时分别向 B 端和 A 端移动- 3 -D枕形导体中的正、负电荷同 时分别向 A 端和 B 端移动4带电微粒所带电荷量不可能是下列 值中的( )A2.41019 C B6.410 19 C C1.610 18 C D4.01017 C参考答案课前自主学习1.正 负 排斥 吸引 2.负 正 正 负3电中性 自由电子 正 自由
8、电子 4.异号电荷 同号电 荷 感应 摩擦起电 接触起电 5.转移 转移 6.电荷量 库仑 C 7.元电荷 1.6 1019 C 整数倍 比荷核心知识探究一、问题情境 1.来自原子内部 ; 物质由原子组成，而原子则由原子核(质子和中子) 和核外电子构成； 不同物质的原子核束缚电子的能力不同 2金属中距离原子核最远的电 子往往会脱离原子核的束缚 而在金属中自由活动， 这种电子叫自由电子； 自由 电子的自由活动是金属成为导 体的原因3感应起电和接触起电要点提炼 1.负 正 2.异号 同号 3.电子问题延伸 必须是导体，因为导体中有自由电子，可以自由移动二、问题情境答案 1.电荷不是创造出来的，它是
9、物体组成的一部分 2.守恒要点提炼 2.零问题延伸 “电荷的总量” 可理解为正、 负电荷的代数和解题方法探究例 1 解析 根据静电感应现象，带正电的导体 C 放在枕形导体附近，在 A 端出现了负电，在 B 端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的 电荷，只是 电荷的重新分布金箔上带电相斥而张开选项 A 错误用手触摸枕形导体后，B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样 B 端不 再有电荷，金箔闭合选项 B 正确用手触摸导体时，只有 A 端带负电，将手和 C 移走后，不再有静 电感应，A 端所带负电便分布在枕形导体上，A、B 端均带有负电，两对金箔均张开选项 C 正确以上分析
10、看出，选项 D 也正确答案 BCD名师点拨 本节要求知道三种起 电方法的特点，接触起 电带同种电荷，摩擦起电带等量的异种电荷，感应起电则是近异远同，注意用手触摸最 远端是脚或地球变式训练：解析 (1)把 AB 紧密靠拢，让 C 靠近 B，则在 B 端感应出负电荷， A 端感应出等量正电荷，把 A 与 B 分开后再用手摸一下 B，则 B 所带的负电荷就被中和，再把 A 与 B 接触一下，A 和 B 就带等量正电荷 (2)把AB 紧密靠拢，让 C 靠近 B，则在 B 端感应出负电荷，A 端感应出等量正电荷，再用手摸一下 A 或 B，则 A所带的正电荷就被中和，而 B 端的负电荷不变，移去 C 以后
11、再把 A 与 B 分开，则 A 和 B 就带等 量负电荷(3)把 AB 紧密靠拢，让 C 靠近 A，则在 A 端感应出负电荷，B 端感应出等量正电荷，马上把 A 与 B 分开，则 A 带负电 B 带等量的正 电答案 见解析。例 2 解析 当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球 带电荷量：QA QB 1.610 9 C；在接触过程中，电子由QA QB2B 球转移到 A 球，不仅将自身 电荷中和，且 继续转移，使 B 球带 QB的正电， 这样，共转移的电子电荷量为：QQB QB3.210 9 C1.610 9 C4.810
12、 9 C；转移的电子数 N 3.010 10 个。答案 见解Qe析名师点拨 对于两个带电小球 电荷量重新分配的问题，如果是两个完全相同的小球，同性则总量平均分到一半，如异性则先中和，剩下的平均分配如果未讲明相同的小球，不一定平均分配变式训练： 0.5105 0.75105 0.75105即学即练1. 答案 C。解析 最小的电荷量叫元电荷，表示跟 电子所 带电荷量数值相等2.答案 BD 。解析 摩擦起电是电子在物体之间的转移，而感应起电则是物体内部电子的转移- 4 -3.答案 B。解析 导体中自由电子可以自由移动，正 电荷是原子核，不能移动4. 答案 A。解析 带电体所带电荷量只能是元电荷 1.
13、6 1019 C 的整数倍.1.2 库仑定律 1探究电荷间作用力的大小跟距离的关系：保持 电荷的电 荷量不变，距离增大 时，作用力_ _；距离减小时，作用力_ 2探究电荷间作用力的大小跟 电荷量的关系：保持两个电 荷之间的距离不变， 电荷量增大时，作用力_；电荷量减小时，作用力 _ 3静电力：_间的相互作用力，也叫_它的大小与带电体的_及_有关 4点电荷：自身的_ 比相互之间的距离_ 的带电体5库仑定律：真空中的两个点 电荷之间的相互作用力的大小，与它们电荷量的乘积成_，与它们距离的二次方成_，作用力的方向在它 们的_ 6库仑定律的公式 F_，式中 k 叫做静电力常量，k 的数值是_一、点电荷
14、 问题情境1点电荷是不是指带电荷量很小的 带电体？是不是体积很小的 带电体都可看做点电荷？2点电荷与元点荷一样吗？要点提炼1点电荷是只有电荷量，没有_和_的理想化模型2带电体看成点电荷的条件：当 带电体间的_比它 们自身的大小大得多，以至 带电体的形状、大小及电 荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略 时，这样的带电体就可以看做点电荷二、库仑定律问题情境1什么是库仑力？其大小如何确定？方向又如何确定？2库仑定律及表达式与哪个定律相似？要点提炼库仑定律的适用条件是：(1)_；(2)_问题延伸 有人根据 F 推出当 r0 时， F，正确吗？kq1q2r2三、库仑的实验问题情境库仑扭秤是如何把
15、力的作用效果放大的，如何确定力 F 的大小？此实验是如何把带电金属球所带的电荷量- 5 -均匀改变的？例 1 两个半径为 R 的带电球所带电荷量分别为 q1 和 q2，当两球心相距 3R 时，相互作用的静电力大小为( ) AFk BFk CF k D无法确定q1q2 3R 2 q1q2 3R 2 q1q2 3R 2变式训练：下列关于点电荷的说法正确的是( )A点电荷 可以是带电荷量很多的带电体B带电 体体积很大时不能看成点电荷C点电 荷的带电荷量可能是 2.561020 CD一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定例 2 有三个完全一样的球 A、B、C，A 球带电荷量为 7Q，B 球带电荷量为
16、Q，C 球不带电， 将 A、B 两球固定，然后让 C 球先跟 A 球接触，再跟 B 球接触，最后移去 C 球， 则 A、B 两球间的作用力变为原来的多少？变式训练：两个分别带有电荷量Q 和3Q 的相同金属小球 (均可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F，两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为( ) r2A. F B. F C. F D12F112 34 43例 3 两个正电荷 q1 和 q2 的 电荷量都是 3 C，静止于真空中的 A、B 两点，相距 r2 m.(1)在它们的连线 AB 的中点 O 放入正电荷 Q，求 Q 受的静电力(2)在它们连
17、线上 A 点左侧 P 点，AP1 m，放置 负电荷 q3，q31 C，求 q3 所受的静电力变式训练 3 如图所示，两个点 电荷， 电荷量分别为 q14109 C 和 q29109 C，两者固定于相距20 cm 的 a、b 两点上，有一个点 电荷 q 放在 a、b 所在直线 上且静止不动， 该点电荷所处的位置是( )A距 a 点外侧 40 cm 处 B距 a 点内侧 8 cm 处C距 b 点外侧 20 cm 处 D无法确定【即学即练】1下列关于点电荷的说法中，正确的是( )A体积大的带电体一定不是点电荷B当两个 带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷C点电 荷就
18、是体积足够小的电荷D点电荷是电荷量和体积都很小的带电体2关于库仑定律，以下说法中正确的是( )A库仑定律适用于点电荷，点 电荷其实就是体积很小的带电体B库仑 定律是实验定律C库仑 定律仅适用于静止电荷间的相互作用D根据库仑定律，当两个点电 荷间的距离趋近于零时， 则库仑力趋近于无穷大3相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为 F，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的 2 倍，- 6 -同时将它们间的距离也变为原来的 2 倍， 则它们之间的静 电力变为( )A. B4F C2F D.F2 F44如图所示，三个点电荷 q1、q2、q3 固定在一直线上， q2 与 q3 间距离为 q1 与 q2
19、 间距离的 2 倍，每个 电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量（含电性符号）之比为( )A(9)4( 36) B9436 C(3)2(6) D326参考答案课前自主学习答案 1.减小 增大 2.增大 减小 3.电荷 库仑力 电荷量 距离 4.大小 小 得多 5.正比 反比 连线上 6.k 9.0109 Nm2/C2q1q2r2核心知识探究一、问题情境1.不是：一个物体能否被看做点电荷，是相 对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状而定 2(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可
20、以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍要点提炼 1.大小 形状 2.距离二、问题情境 1.电荷间的相互作用力叫做静电力，又叫库仑力；其大小由公式 F 计算；其方向根据kq1q2r2同种电荷相斥，异种电荷相吸的原理，在二者连线上确定.2. 与万有引力定律的表达式相似要点提炼 (1)真空中 (2)点电荷或均匀带电球体问题延伸 从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的。因为当 r0 时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了三、问题情境答案 利用“” 形架增大库仑力扭转悬丝的效果，根据扭转角度确定力 F 的大小利用电荷平分原理，完全相同的两个带电体接触后分开：(1)同
21、种电荷，电荷量平分；(2)异种电荷，先中和后平分.解题方法探究例 1解析 因为两球心距离不比球的半径大很多，所以两 带电球不能看做 点电荷，必 须考虑电荷在球上的实际分布当 q1、q2 是同种电荷时，相互排斥，分布于最 远的两侧， 电荷中心距离大于 3R；当 q1、q2 是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧， 电荷中心距离小于 3R，如 图所示所以静 电力可能小于 k ，也可q1q2 3R 2能大于 k ，D 正确q1q2 3R 2答案 D变式训练答案 AD解析 一个带电体能否看做点 电荷，是相 对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此 A、D 正确，B 错误因
22、为任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，所以 C 错误故正确 选项为 A、D. 例 2 思路点拨 求解此题应把握以下三点：(1)先据库仑定律写出原来 A、B 间库仑力的表达式 (2)据电荷均分原理确定接触后 A、B 的 带电荷量 (3)再据库仑定律写出现在 A、B 间的库仑力- 7 -解析 设 A、B 两球间的距离为 r，由 库仑定律知，开始时 A、B 两球之间的作用力为 Fk7QQr2当 A、C 两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电 Q；当 B、C 两球接触时，两球均 带电 ( QQ)72 1272 Q 。故后来 A、B 两球之间 的作用力 Fk F.54 72Q54Qr2 58答案
23、58变式训练答案 C解析 两金属球间原 来的库仑力 Fk k ，两球接触后各带相同电荷量 Q Q，又因Q3Qr2 3Q2r2 Q 3Q2它们的距离变为 ，所以此时它 们间的库仑力 Fk k F，故 C 项正确r2 QQ r2 2 4Q2r2 43例 3 思路点拨 解答本题时，可按以下思路分析：(1)q1 对 Q 的库仑力；(2)q2 对 Q 的库仑力；(3) 库仑力的合力解析 (1)依据库仑定律知道 q1、q2 对 Q 的库仑力大小相等，方向相反，故合力为零(2)如图，q3 受 q1 的引力 F31，受 q2 的引力 F32，方向向右，合力为F3F31F32 k k 31010N.q1q3r2
24、PA q2q3r2BP答案 (1)零 (2)31010 N，方向向右变式训练 A解析 此电荷电性不确定，根据平衡条件，它应在 q1 点电荷的外侧，设距 q1 距离为 x，由 k k ，将数据代入，解得 x40 cm ，故 A项正确q1qx2 q2q x 20 2即学即练1. 答案 B。解析 带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论，故 A、C、D 错一个带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，只要在测量精度要求的范围 内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷故 B 正确2. 答案 B。解析 一个带电体能否看做点电荷不以它的体积大小来确定，体积小的带电体不一定能视为
25、点电荷，A 错；库仑定律是在大量的实验探究基础上总结出来的，B 对；库仑定律适用于真空中的点电荷，电荷间的库仑力与电荷的运动状态无关， C 错；当两带电体很近时，它 们已不能看做是点电荷，库仑定律不再适用，不能再用 k 来计算电 荷间的库仑力， D 错 q1q2r23. 答案 A。解析 Fk ，Fk k ，选 A.q1q2r2 2q1q2 2r 2 12q1q2r2 F24.答案 A。解析 本题可运用排除法解答分别取三个电荷为研究对象，由于三个电荷只在静电力(库仑力)作用下保持平衡，所以这三个 电荷不可能是同种电荷， 这样 可立即排除 B、D 选项，故正确选项只可能在A、C 中若 选 q2 为
26、研究对象，由库仑定律知： ，因而得：q1 q3，即 q34q1.选项 A 恰好满kq2q1r2 kq2q3 2r 2 14足此关系，显然正确选项为 A.- 8 -1.3 电场强度 1电场：电荷的周围存在着由它 产生的一种特殊_ 它的特征之一是 对放入其中的_有力的作用甲电荷对乙电荷的作用力，就是甲电荷的_对 乙电荷的作用力2静电场是指_的电荷 产生的电场3试探电荷是用来检验电场_ 及其_分布情况的 电荷，是研究 电场的工具激发或产生我们正在研究的电场的电荷是电场的_ 4放入电场中某点的试探电荷所受的 _跟它的_ 的比值，叫做 该点的电场强度简称场强其定义式为 E_，单位是_，符号是 _电场强度
27、是_量，有大小也有方向，其方向与_在该点所受电场力的方向相同 5真空中点电荷的场强：E_.Q 为正电荷时，在电场中的 P 点场强 E 的方向_；Q 为负电荷时，E 的方向_6匀强电场：电场中各点场强 的_都相同的电场 7电场强度的叠加：如果场源 电荷不只是一个点电荷， 则电场 中某点的电场强度为_在该点产生的电场强度的_8电场线是画在电场中的一条条 _，曲 线 上每点的_表示该点的电场强度方向电场线的特点有：(1)起始于无限远或_，终止于_或_(2)任意两条电场线_(3)电场线的疏密表示场强的_一、电场问题情境天体之间没有直接接触，就有引力作用如图所示， 这种作用是通 过引力场传递的，电荷与电
28、荷之间的相互作用是通过电场来实现的1 你知道哪里有电场吗？2.电场具有怎样的特征呢？要点提炼电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在电荷间的相互作用是通过电- 9 -场发生的二、电场强度问题情境1检验电荷的作用是什么？2同一检验电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同如何准确描述这种性质？要点提炼电场强度是描述电场的强弱和方向的物理量，是 _量，其大小由 E 来计算，其方向与_电荷的Fq受力方向相同问题延伸根据公式 E 可以得出 E 与 F 成正比或 E 与 q 成反比的结论吗？Fq三、点电荷的电场与电场强度的叠加问题情境1在点电 荷形成的电场
29、中，某点的 场强大小由哪些因素决定？2公式 E 与 E 有何区别？Fq kQr23什么是电场强度的叠加？它遵循什么原 则？要点提炼1公式 E 与 E 的对比理解Fq kQr2项目 意义 适用条件 Q 或 q 的意义 公式中各量的关系EFq电场强度的定义式 任何电场 q 是试探电荷E 用 F 与 q 的比值来表示，但 E 大小与F、q 大小无关 EkQr2点电荷的场强公式 点电荷在真空中 Q 是场源电荷E 不仅由 Q、r 决定且 EQ，E1r22.电场强度是矢量，叠加时遵循平行四 边形定则四、电场线问题情境1电场线是如何表示电场方向的？2电场线能不能相交？3电场线是如何表示电场强弱的？要点提炼1
30、电场线是为了描述电场而引入的一种假想曲 线，曲 线的 _方向表示场强方向，曲线的_表示- 10 -场强的相对大小2电场线从_电荷或无穷远 出发， 终止于无穷远或_ 电荷，电场线不相交3几种常见电场的电场线画法：五、匀强电场问题情境1匀强电场有什么显著特点？ 电场线有什么特点？2.匀强电场 通常存在于什么地方？2匀强电场通常存在于带有等量异号 电荷的一对平行金属板 间要点提炼1匀强电场是电场强度的大小 _，方向 _的电场 2匀强电场的电场线是_ 相等的_线例 1 如图所示，在一带负电的导体 A 附近有一点 B，如在 B 处放置一个 q12.0108 C 的电荷，测出其受到的静电力 F1大小为 4
31、.0106 N，方向如图，则 B 处场强是多大？如果换用一个 q24.0107 C的电荷放在 B 点，其受力多大？此时 B 处场强多大？路点拨 解答本题应把握以下三点： (1)电场强度的大小计算和方向判断可分开进行(2)场强大小可由场强的定义式求解(3)场强方向与正(负)电荷所受电场力方向相同(反) 变式训练：如图所示是点电荷 Q 周围的电场线，图中 A 到 Q 的距离小于 B 到 Q 的距 离以下判断正确的是( )AQ 是正电荷，A 点的电场强度大于 B 点的电场强度BQ 是正电荷，A 点的电场强 度小于 B 点的电场强度CQ 是负电荷，A 点的电场强 度大于 B 点的电场强度DQ 是负电荷，A 点的电场强度小于 B 点的电场强度例 2 在真空中 O 点放一个电荷 Q1.010 9 C，直线 MN 通过 O 点，OM 的距离 r30 cm，M 点放一个点电荷 q1.01010 C，如 图所示，求：(1)q 在 M 点受到的作用力；(2)M 点的 场强 ；(3)拿走 q 后 M 点的场强；(4)若 MN30 cm ，则 N 点的 场强多大？
