(共32张PPT)
第一章
学案1 静电现象与电荷守恒
目标定位
1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.
2.知道使物体带电的三种方式.
3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．
内容索引
知识探究
达标检测
知识探究
1
一、物体起电的原因
1.在干燥的实验室里，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.玻璃棒和橡胶棒带电原因是什么呢？是否产生了电荷呢？
原因是玻璃棒上的负电荷向丝绸上转移，橡胶棒上的正电荷向毛皮上转移.不是产生了电荷.
答案
2.取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，如图1所示.起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的.
(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔有什么变化？
(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？
(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？
C移近导体A，两侧金属箔都张开；
答案
金属箔仍张开，但张角变小；
再让A、B接触，金属箔都闭合.
答案
答案
图1
(4)再把带正电的物体C和A接触，金属箔又有什么变化？
两侧金属箔都张开.
答案
要点总结
1.摩擦起电的原因：当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，由于电荷之间相互吸引或排斥，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，远离带电体的一端带 电荷.
3.接触起电的原因：电荷从带电体转移到不带电的物体上.
4.三种起电方式的实质都是 的转移.
正
负
异种
同种
电子
典型例题
例1 (多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是
A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
B.两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异号电荷
C.摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体
而造成的
D.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数
多于电子数而显正电
答案
解析
√
√
摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同，因而电子可以在物体间转移.若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电.
例2 (多选)如图2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端靠近一带正电的导体C时
A.A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号电荷，选项C中两对金箔带同号电荷
答案
解析
√
√
图2
√
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端出现了负电荷，在B端出现了正电荷，故A、B端金箔均张开.选项A错误.
用手触摸枕形导体后，B端不再是最远端，人是导体，人脚下的地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合.选项B正确.
用手触摸枕形导体后，只有A端带负电，将手和C都移走，不再有静电感应，A端所带负电便会分布在整个枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开.选项C正确.从以上分析看出，选项D正确.
二、电荷守恒定律
1.电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？
答案
不会.
2.前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子在物体之间或物体内部转移.那么，在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？
答案
在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变.
电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不会被 ，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分，在转移过程中，电荷的总量 .
说明：(1)电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量不变”.
(2)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关.若两个完全相同的金属小球接触后再分开，将 电荷，两小球带电荷量都为Q＝
要点总结
__________ (式中电荷量Q1和Q2均包含它们的正、负号).
消灭
不变
平分
典型例题
例3 (多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15 C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是
A.乙物体一定带有负电荷8×10－16 C
B.乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C
C.丙物体一定带有正电荷8×10－16 C
D.丙物体一定带有负电荷8×10－16 C
答案
解析
√
√
由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确.
三、元电荷
1.物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19C吗？
答案
物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.6×10－19C的整数倍.由于4×10－19C是1.6×10－19C的2.5倍，所以带电荷量不能是4×10－19C.
2.电子和质子就是元电荷吗？
答案
元电荷是电荷量的单位，不是物质；电子和质子是实实在在的粒子.
1.电荷量：物体所带 叫做电荷量.国际单位是 ，简称库，用C表示.
2.元电荷： 叫做元电荷，用e表示.电荷量e的数值最早是由美国物理学家 通过实验测得的.
3.电子的比荷：电子的电荷量e跟 之比，叫做电子的比荷.
说明：(1)所有带电体的带电荷量或者 e，或者是e的 .
(2)质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷.
要点总结
库仑
电荷的多少
最小的电荷量
密立根
电子的质量me
等于
整数倍
典型例题
例4 (多选)下列关于元电荷的说法中正确的是
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷
C.元电荷没有正负之分
D.元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的
答案
解析
√
√
元电荷是指电子或质子所带电荷量的大小，但元电荷不是带电粒子，也没有电性之说，A项错误，C项正确；
元电荷是最小的带电单位，所有带电体的带电荷量一定等于元电荷的整数倍，B项错误；
元电荷的电荷量e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的，D项正确.
达标检测
2
1.(对摩擦起电的理解)毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电.这是因为
A.空气中的正电荷转移到了毛皮上
B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上
D.橡胶棒上的电子转移到了毛皮上
1
2
3
4
答案
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，电中性的物体若失去了电子就带正电，得到了电子就带负电.由于毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到了橡胶棒上，失去了电子的毛皮带正电，所以C正确.
1
2
3
4
2.(对感应起电的理解)(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图3所示.对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是
A.摩擦使笔套带电
B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
C.圆环被吸引到笔套上的过程中，圆环所受静电力的合
力大于圆环的重力
D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
1
2
3
4
图3
答案
解析
√
√
√
笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，说明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，选项A正确；
笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部感应出异号电荷，选项B正确；
圆环被吸引到笔套上的过程中，是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力，故选项C正确；
笔套接触到圆环后，笔套上的部分电荷转移到圆环上，使圆环带上相同性质的电荷，选项D错误.
1
2
3
4
3.(对元电荷的理解)保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患.某同学有一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是9.________×10－18 C，拿去问老师.如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个
A.9.2×10－18 C B.9.4×10－18 C
C.9.6×10－18 C D.9.8×10－18 C
答案
√
1
2
3
4
4.(对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量为QA ＝6.4×10－9 C、QB ＝－3.2 ×10－9 C，让两个金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？
答案
解析
1
2
3
4
电子由球B转移到球A 3.0×1010个
在接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，中和A球上的一部分正电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净正电荷，B球上的电子会继续转移到A球，直至两球带上等量的正电荷.
在接触过程中，电子由球B转移到球A.
1
2
3
4
共转移的电子电荷量为ΔQ＝－QB＋QB′＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C
1
2
3
4
＝3.0×1010个.
本课结束(共33张PPT)
第一章
学案2 探究电荷相互作用规律
目标定位
1.知道点电荷的概念.
2.理解库仑定律的内容、公式及其适用条件，会用库仑定律进行有关的计算．
内容索引
知识探究
达标检测
知识探究
1
一、库仑定律
1.如图1所示，用摩擦起电的方法分别让球形导体A和通草球B带上同种电荷，并使球形导体A与通草球B处在同一水平面上．
图1
(1)使通草球B处于同一位置，增大或减小其所带的电荷量，通草球B所受作用力的大小如何变化？
答案
增大通草球B所带的电荷量，其受到的作用力增大；减小通草球B所带的电荷量，其受到的作用力减小．
(2)保持导体A和通草球B的电荷量不变，改变两者之间的距离，通草球B所受作用力的大小如何变化？
答案
两者距离增大，作用力变小；距离减小，作用力变大．
(3)以上说明，哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因素对作用力的大小有什么影响？
答案
电荷量和电荷间的距离．电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着电荷间距离的增大而减小．
2.库仑研究电荷间相互作用的装置叫库仑扭秤，该装置是利用什么方法显示力的大小？通过库仑的实验，两带电体间的作用力F与距离r的关系如何？
答案
要点总结
1.库仑定律： 两个静止的点电荷之间相互作用力的大小，跟它们的电荷量q1与q2的乘积 ，跟它们的 成反比，作用力的方向沿着它们的连线.表达式：F＝ .式中的k为静电力常量，数值为k＝ .
2.库仑定律的适用范围： .
真空中
成正比
距离r的平方
9.0×109 N·m2/C2
真空中的点电荷
3.点电荷是只有电荷量，没有 、 的带电体，是一种理想化的物理模型.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及 状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷.
大小
形状
电荷分布
1.有人说：“点电荷是指带电荷量很小的带电体”，对吗？为什么？
答案
不对.点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的带电体，是一种理想化的物理模型.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷.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.
延伸思考
延伸思考
答案
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r→0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了.
典型例题
例1 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，它们间静电力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间静电力的大小为
答案
解析
√
针对训练 有三个完全相同的金属小球A、B、C，A所带电荷量为＋7Q，B所带电荷量为－Q，C不带电.将A、B固定起来，然后让C反复与A、B接触，最后移去C，A、B间的相互作用力变为原来的
答案
解析
√
C与A、B反复接触，最后A、B、C三者所带电荷量均分，
二、静电力的叠加
已知空间中存在三个点电荷A、B、C，A对C的静电力是否因B的存在而受到影响？A、B是否对C都有力的作用？如何求A、B对C的作用力？
答案
A对C的静电力不受B的影响，A、B对C都有力的作用，A、B对C的作用力等于A、B单独对C的作用力的矢量和.
1.如果存在两个以上点电荷，那么每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力.两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变.因此，某点电荷受到的作用力，等于 对这个点电荷的作用力的 .
2.任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的.所以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和 定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向.
要点总结
其他点电荷单独
矢量和
平行四边形
典型例题
例2 如图2所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C．在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m．如果有一高能电子静止放在C点处，则它所受的静电力的大小和方向如何？
答案
解析
8.0×10－21 N 方向平行于AB连线由B指向A
图2
电子带负电荷，在C点同时受A、B两点电荷的作用力FA、FB，如图所示．
由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C点的高能电子受到的静电力F＝FA＝FB＝8.0×10－21 N，方向平行于AB连线由B指向A.
例3 如图3所示，两个点电荷，电荷量分别为q1＝4×10－9 C和q2＝－9×10－9 C，分别固定于相距20 cm的a、b两点，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.在a点左侧40 cm处
B.在a点右侧8 cm处
C.在b点右侧20 cm处
D.无法确定
答案
解析
图3
√
例3 如图3所示，两个点电荷，电荷量分别为q1＝4×10－9 C和q2＝－9×10－9 C，分别固定于相距20 cm的a、b两点，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.在a点左侧40 cm处
B.在a点右侧8 cm处
C.在b点右侧20 cm处
D.无法确定
答案
解析
图3
√
达标检测
2
1.(对点电荷的理解)(多选)对点电荷的理解，你认为正确的是
A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体
B.点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C
C.只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看做点电荷
D.当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电
体都能看做点电荷
1
2
3
4
答案
解析
√
√
能否把一个带电体看做点电荷，不是取决于带电体的大小、形状等，而是取决于研究问题的实际需要，看带电体的形状、大小和电荷分布情况对电荷之间的作用力的影响是否可以忽略.
1
2
3
4
2.(库仑定律的理解与应用)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，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
1
2
3
4
答案
解析
√
3.(静电力的叠加)如图4所示，等边三角形ABC，边长为L，在顶点A、B处有等量同种点电荷QA、QB，QA＝QB＝＋Q，求在顶点C处的正点电荷QC所受的静电力.
1
2
3
4
图4
答案
解析
1
2
3
4
正点电荷QC在C点的受力情况如图所示，QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变，仍然遵守库仑定律.
4.(静电力的叠加)如图5所示，在一条直线上的三点分别放置QA＝＋3×10－9 C、QB＝－4×10－9 C、QC＝＋3×10－9 C的A、B、C点电荷，试求作用在点电荷A上的静电力的大小.
答案
解析
1
2
3
4
9.9×10－4 N
图5
A受到B、C电荷的静电力如图所示，根据库仑定律有
1
2
3
4
规定沿这条直线由A指向C为正方向，则点电荷A受到的合力大小为FA＝FBA－FCA＝(1.08×10－3－9×10－5) N＝9.9×10－4 N.
本课结束(共23张PPT)
第一章
学案3 静电与生活
目标定位
1.了解雷电产生的原因及避雷针的工作原理.
2.了解静电在现代科技中的应用及静电的危害与控制．
内容索引
知识探究
达标检测
知识探究
1
一、雷电与避雷
在夏天的雷雨天，经常发生一些物体被雷击的情形，造成一定的损害，甚至使人失去生命．
(1)雷电是怎样形成的？
答案
云层间相互摩擦时产生了大量的正负电荷，使得云层之间、云层与大地之间存在极高的电压，潮湿的空气容易被击穿形成强电流，使空气发光发声，便形成雷电．
(2)试用放电针放电的现象说明避雷针是如何避雷的？
答案
在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应出大量电荷，由于避雷针针头是尖的，导体尖端总是聚集了最多的电荷，这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针与这些带电云层就像放电针两个尖针一样．当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，避雷针就通过尖端放电，不断向大气释放电荷，中和空气中的电荷，起到避免雷击的作用．
要点总结
1.雷电形成时，云层之间、云层与地面之间的电压达 伏以上，形成的强电流达 安培.电流生热使空气 产生闪电，空气受热突然膨胀发出巨响形成雷声.
2.避雷针避雷的原理：当带电的雷雨接近建筑物时，由于静电感应，避雷针上出现与云层 的电荷，通过尖端放电，不断向大气释放这些电荷， 空气中的电荷，达到避免雷击的目的.
几百万
几十万
发光
相反
中和
典型例题
例1 避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是
A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B.避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷
C.云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地
D.以上说法都不对
答案
解析
√
带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击.所以只有B正确.
二、静电与现代科技
现代科技设备广泛应用了静电知识，其基本原理是什么？
答案
现代科技设备都是利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原理.
1.静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们的共同原理是：让带电的物质微粒在 力的作用下，奔向并吸附到带 (填“同种”或“异种”)电荷的电极上.
(1)用静电净化空气：电子空气净化器利用风扇将空气送入机内.空气流经正负电极间时，经过带 电的网格，带负电的烟尘等微粒被吸附在其上；空气又通过带负电的网格，带 电的烟尘等微粒被吸附在其上.
(2)静电提高喷洒农药效果：静电喷嘴内装有一根带正电的针，喷出的农药水珠带有大量 电荷而农作物叶子一般都带 电，带正电的农药水珠喷洒到农作物上时，就被吸附在叶子上，不会被风吹走.
要点总结
异种
正
正
正
负
电场
(3)静电复印、静电植绒都是利用了 的有关知识，其中静电复印是墨粉被硒鼓上的 吸引，被转移到复印纸上形成文字或图案.
2.在现代科技中，如果想使颗粒、水珠被吸附在物体表面，应使颗粒、水珠和被吸附的物体带 (填“同种”或“异种”)电荷.如果想使颗粒尽可能的散开，应使颗粒带上 (填“同种”或“异种”)电荷.
静电
静电
异种
同种
典型例题
例2 电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，主要的原因是
A.灰尘的自然堆积
B.玻璃具有较强的吸附灰尘的能力
C.电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘
D.电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
答案
√
三、静电的危害及控制
1.静电有哪些危害？请举例说明.
答案
冬天化纤衣服上的静电会使衣服贴在人身上；半导体生产车间，静电会使尘埃吸附在芯片上，影响产品质量；在印刷行业，静电会使纸张粘在一起；在制药厂里，因静电吸引尘埃，使药品达不到标准纯度等等.
2.防止静电危害的方法有哪些？
答案
(1)在工业生产中，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备和抗静电材料；
(2)用导线将设备接地，把电荷导入大地；
(3)适当增加工作环境的湿度以让静电随时释放等.
1.防止静电危害的基本原则是：
(1)控制静电的产生，把产生的静电迅速 以避免静电的积累；
(2)通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电.
2.避免静电积累的常用方法有：抗静电处理、静电接地、增加湿度等.
要点总结
引走
典型例题
例3 下列哪些措施利用了静电
A.油罐车的底下有条铁链搭到地上
B.农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电
C.家用电器如洗衣机接有地线
D.手机一般都装有天线
答案
解析
√
油罐车的底下有条铁链搭到地上，目的是把油罐车产生的静电导到地下，保证油罐车的安全，家用电器也一样，A、C错误.
农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，而叶子上带有负电，农药不会被风吹走，B正确.
手机接有天线的目的是更好的接收信号，D错误.
达标检测
2
1.(雷电与避雷)雷电灾害是一种比较严重的气象灾害，国家气象局的统计表明，我国每年将近1 000人遭雷击死亡，雷击造成的直接经济损失近10亿元.为了防止雷电灾害造成人们生命和财产的损失，下列说法中正确的是
A.在旷野遇到雷电，应远离高大树木和建筑物，撑起雨伞避雨
B.在游泳时遇到雷电，应马上闭气，潜入水中
C.在家中听到雷声时，应关闭电视机、音响等用电器并拔出插头
D.当感觉到身体有电荷时，如头发竖起、皮肤有显著颤动感时，应尽快
打电话求救
1
2
3
答案
√
2.(静电的应用)下列事例中属于静电应用的有
A.油罐车拖一条铁链
B.飞机机轮用导电橡胶制成
C.织地毯时夹一些不锈钢丝
D.静电复印
答案
解析
1
2
3
油罐车拖一条铁链，飞机轮用导电橡胶，地毯中夹不锈钢丝都是为了防止静电的危害，只有静电复印属于静电的应用，故D正确.
√
3.(静电的危害与控制)在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了
A.除菌消毒 B.消除静电
C.利用静电 D.防止漏电
答案
√
1
2
3
本课结束(共25张PPT)
章末总结
第一章
内容索引
网络构建
题型探究
达标检测
网络构建
1
电荷的相互作用
使物体
带电的
方式
两个
概念
元电荷：e＝______________
点电荷：理想化物理模型
起电：相互摩擦的物体分别得失电子
而带电
起电：用感应的方法使物体带电
接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体
两个基本
定律
电荷守恒定律：孤立的系统电荷的 保持不变
库仑定律：F＝_______，其中k＝9.0×109 N·m2/C2
摩擦
感应
1.6×10－19 C
总量
电荷的
相互作用
静电与
生活
雷电与避雷
静电与现代科技
静电的危害及控制
2
题型探究
一、库仑定律的基本应用
带电体受静电力作用时，分析方法同力学中的方法：可以把力进行合成和分解，可以与其他力相平衡，同样满足平衡条件或牛顿第二定律，只不过比力学中多了一个静电力．
例1 如图1所示，两个正点电荷q1、q2的电荷量都是3 C，静止于真空中，相距r＝2 m.
(1)在它们的连线AB的中点O放入正点电荷Q，求Q受的静电力．
答案
解析
图1
0
在A、B连线的中点上，放入的正点电荷Q受到两个正点电荷q1、q2静电力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零．
(2)在O点放入负点电荷Q′，求Q′受的静电力．
答案
解析
0
如果在O点放入负点电荷Q′，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零．
(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q3＝－1 C且AC＝1 m，求q3受的静电力．
答案
解析
3×1010 N，方向沿AB的连线由A指向B
二、静电力作用下的三电荷平衡问题
同一直线上的三个自由点电荷，彼此间存在相互作用的静电力，在三个电荷都处于平衡状态的情况下，每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零，因此可以对三个电荷分别列平衡方程求解(解题时只需列其中两个电荷的平衡方程即可)．
同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，电荷间的关系为：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”．
例2 如图2所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两点电荷A、B，相距L，求在何处放一个什么性质的点电荷，才可以使三个点电荷都处于平衡状态？
图2
答案
解析
由平衡条件知，点电荷必在A、B之间，且带负电．设该电荷带电荷量为Q，距A为r，则距B为L－r，根据库仑定律，对A、B列平衡方程：
针对训练 下列各组共线的三个自由电荷，可以平衡的是
A.4Q 4Q 4Q B.4Q －5Q 3Q
C.9Q －4Q 36Q D.－4Q 2Q －3Q
答案
解析
√
由“两同夹异”排除A项；
由“两大夹小”排除B项；
三、静电力与牛顿第二定律的结合
带电体在静电力作用下运动，带电体的受力满足牛顿第二定律，在进行受力分析时不要漏掉静电力.若选取整个系统为研究对象，系统内物体间相互作用的静电力为内力；若选取某个带电体为研究对象，不能漏掉其他带电体对其施加的静电力.
例3 如图3所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q.现对C施加一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：
(1)C球的电性和电荷量；
图3
答案
负电 2q
解析
A球受到B球静电力F1和C球静电力F2后，产生水平向右的加速度，故F2必为引力，C球带负电.A球受力如图所示，故F2sin 30°＝F1，即F2＝2F1，故qC＝2q.
(2)水平力F的大小.
答案
解析
由牛顿第二定律，对A球：
达标检测
3
1.(静电力与牛顿第二定律的结合)如图4所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是
A.速度变大，加速度变大
B.速度变小，加速度变小
C.速度变大，加速度变小
D.速度变小，加速度变大
1
2
3
答案
√
图4
2.(库仑定律的基本应用)如图5所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离.
答案
解析
1
2
3
图5
1
2
3
如图所示，小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力T、A对它的静电力F.
由力的平衡条件，可知F＝mgtan θ
3.(静电场中的受力平衡问题)如图6所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30 g，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2)
1
2
3
图6
答案
1.0×10－6 C
解析
设A、B间的距离为L，
1
2
对B球受力分析如图所示，其中静电力
由平衡条件知F＝mgtan 30°
代入数据得：q＝1.0×10－6 C.
3
本课结束
