(共8张PPT)
第1章 静电与静电场
两种电荷、电荷守恒、元电荷e=1.6×10-1C
表达式:F=k2
库仑定律
适用条件:真空、点电荷
基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作
用
定义:E=(适用于任何电场)
点电荷场强公式:E=k
静电与静电场
电场强度
方向:正电荷受力的方向
电场
单位:Vm
叠加:遵循平行四边形定则
意义:表示电场的强弱和方向
电场线
特点:(1)发自正电荷,终止于负电荷:2)不闭合、不相交
(3疏密反映场强的大小,某点切线方向表示该点场强方向
常见电场线:孤立正、负点电荷,
等量同号电荷,等量异号电荷
利用:静电复印、静电喷漆、静电除尘等
静电的利用与防止
防止:避雷针、静电屏蔽等,原理是把静电荷导走或隔离
知识体系网络构建
宏观把握·理清脉络
专题归纳,整合提升
归纳整合·深度升华本章优化总结
静电力与万有引力大小的比较
对于基本粒子如电子、质子等，在原子直径的尺度内，静电力比万有引力大1039倍，可见，静电力是远比万有引力强大的一种力，所以在考虑基本粒子间的相互作用时，万有引力完全可以忽略不计．
两个带电小球，质量都是1 kg，带的电荷量都为2.0×10－5 C，相隔较远，以至于两球可看成是点电荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比为多少？
[思路点拨] 库仑定律和万有引力定律都遵守平方反比规律，反映了不同事物的相近性．
[解析] 因为两球都可看成点电荷，所以可以直接应用库仑定律和万有引力定律计算静电力和万有引力．所以由库仑定律和万有引力定律可得：
＝＝＝
≈5.4×1010
可见，对于一般的带电体，静电力远比万有引力大得多，万有引力可忽略不计．
[答案] 5.4×1010
库仑定律与电荷守恒定律的应用
库仑定律讲的是适用条件，应用时应抓住条件才能正确解决问题．电荷守恒定律是自然界中存在着的守恒定律之一，接触起电就是规律的应用．例如等大的球形导体接触时平分电荷量，总量保持不变．
有3个完全一样的金属小球A、B、C，A带电荷量为7Q，B带电荷量为－Q，C不带电，今将A、B固定起来，然后让C反复与A、B接触，最后移去C，求A、B的相互作用力变为原来的多少？
[解析] 在本题中C球不带电，让其分别与A、B接触，三个小球满足电荷守恒定律，电荷量会重新分配，最后三个小球都具有相同的电荷量．再分别利用库仑定律求解在不同时刻时的库仑力即可．
C与A、B反复接触，最后A、B、C三球电荷量均分，即
qA′＝qB′＝qC′＝＝2Q
A、B间的作用力为
F′＝k＝
原来A、B间的作用力
F＝k＝，
所以＝.
[答案]
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2章末过关检测(一)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．下列说法中正确的是( )
A．点电荷是指体积很小的电荷
B．根据F＝k知，当两电荷间的距离趋近于零时，静电力将趋于无穷大
C．若两点电荷的电荷量q1>q2，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D．以上说法都不对
解析：选D.点电荷是理想化模型，能否看成点电荷是根据其大小和形状对研究问题的影响，而不是依据其体积，故A错；公式F＝是根据点电荷的前提，当r→0时，公式无意义，故B错；两点电荷间的相互作用力满足牛顿第三定律．故C错；综上所述A、B、C选项都错误，答案应选D.
2．M和N是原来都不带电的物体，它们相互摩擦后M带正电荷，电荷量为1.6×10－10 C．下列判断正确的是( )
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦过程中电子从M转移到N
C．摩擦过程中质子从N转移到M
D．M在摩擦过程中得到了1.6×1010个电子
解析：选B.摩擦起电的实质是电荷的转移，一个物体失去电子，另一个物体得到电子，失去电子的带正电荷，得到电子的带等量的负电荷．
3．将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数( )
A．增加 B.减少
C．不变 D.先增加后减少
解析：选C.接触后A带负电，原因是B导体中的部分电子从B导体转移到A导体上，而A导体原子核内部的质子数不变．
4．有A、B、C三个塑料小球，A和B、B和C、C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则( )
A．B、C球均带负电
B．B球带负电，C球带正电
C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D．B、C球都不带电
解析：选C.因为A和B、C和A是相互吸引的，如果A带正电，说明B、C不可能带正电，但是B和C也是互相吸引的，因此B、C不能带同号电荷且必有一个带电，由此可见C项正确．
5．关于静电场中的电场线，以下说法中正确的是( )
A．电场线都是闭合曲线
B．电场线总是从正电荷出发到负电荷终止或延伸到无限远
C．已知一条电场线，就一定能确定电场线所在处的电场强度
D．可以通过实验看到电场线
解析：选B.静电场的电场线不是闭合的曲线．电场线从正电荷或无穷远发出，终止于负电荷或无穷远，所以选项A错，选项B对．若只知道一条电场线无法判断各处电场线的分布情况，也无法确定电场线所在处的电场强度，所以选项C错．电场线是假想线，只能通过实验模拟，无法通过实验看到，故选项D错．
6．两个分别带有电荷量－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( )
A.F B.F
C.F D.12F
解析：选C.两点电荷在接触前，根据库仑定律有F＝，接触后，根据电荷守恒定律和库仑定律有F′＝，比较两式得到F′＝F，所以C项正确．
7．在电场中的某点放入电荷量为q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋2q的试探电荷，此时测得该点的电场强度为( )
A．大小为2E，方向和E相反
B．大小为E，方向和E相同
C．大小为2E，方向和E相同
D．大小为E，方向和E相反
解析：选B.场强的性质决定于其自身，不决定于试探电荷，用不同的试探电荷，测得的场强不变．
8．一个试探电荷q，在电场中某点的电场力为F，该点的场强为E，下图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )
解析：选C.电场强度E由电场本身决定，与试探电荷无关，即E不与F成正比，也不与q成反比，但F与q成正比．
9．如图所示，为静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是( )
A．这个电场可能是负点电荷的电场
B．这个电场可能是匀强电场
C．点电荷q在A点时受到的电场力比在B点时受到的电场力大
D．负电荷在B点受到的电场力的方向为沿B点的切线方向
解析：选C.点电荷电场线为会聚状射线，这个电场既不是匀强电场也不是负点电荷的电场，A、B错误．A点比B点电场线密，场强大，点电荷q在A点受到的电场力比在B点大，C正确．正电荷在B点受到的电场力的方向与B点切线方向相同，D错误．
10．在编织某种地毯时，常在编织过程中夹杂一些不锈钢丝，这是因为( )
A．使地毯更好看
B．使地毯更耐用
C．使地毯更善于传热
D．释放静电，使地毯不易沾上灰尘
解析：选D.在地毯中夹杂一些良导体不锈钢丝是为了及时将地毯上积累的静电导走，以防有静电吸附灰尘等不利现象产生．
11．如图所示，点电荷＋Q固定，点电荷＋q沿直线从A运动到B.此过程中，两电荷间的库仑力是( )
A．吸引力，先变小后变大
B．吸引力，先变大后变小
C．排斥力，先变小后变大
D．排斥力，先变大后变小
答案：D
12．一定距离时，带电量相同的两球间的相互作用的库仑力为F.今让第三个与A、B相同的不带电的金属球C先后与A、B接触后再移开，此时A、B的相互作用力大小可能是( )
① ② ③ ④
A．①② B.①④
C．②③ D.③④
解析：选A.金属球A、B之间存在着相互作用力即库仑力，利用库仑定律F＝k可知，若当两小球的距离不变时，两球之间的相互作用力的大小与它们之间的带电荷量的乘积成正比．因两个小球的带电性不明确，所以两个小球可能带同种电荷也可能带异种电荷，故两个小球之间的作用力可能是相互吸引力，也可能是相互排斥力；
若两个小球带同种电荷时，C分别与A、B相接触后，电荷量直接平均分配，最后A、B的带电荷量剩下原来的和.故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的，即，故②正确．
若两个小球带异种电荷时，C分别与A、B相接触后，电荷量先中和后再平均分配，最后A、B的带电荷量剩下原来的和，故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的，即F，故①正确，正确选项应为A.
二、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(8分)如图所示，在边长为l的正方形四个顶点A、B、C、D上依次置放电荷量＋q、＋q、＋q和－q的点电荷，求正方形中心O点的电场强度大小．
解析：A、B、C、D四点上的点电荷在O点产生的场强如图所示：(1分)
EA＝EB＝EC＝ED，(2分)
所以EA与EC矢量和为0，(1分)
EO＝EB＋ED＝2EB，(2分)
EO＝2×k＝4k.(2分)
答案：4k
14．(10分)有一原长为L的绝缘弹簧，两端各固定一个带电小球，其电量均为Q，弹簧伸长到2L，当两个小球以相同的情况在空气中漏电后，两个小球的距离变为，求此时小球所带的电量为多少？
解析：根据题意可得
F1＝k＝K(2L－L)(4分)
F2＝k＝K(4分)
两式联立得
q＝Q.(2分)
答案：Q
15．(10分)如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球用绝缘细线悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度．
解析：要求小球所在处的电场强度，可以采用电场强度的定义式，需要求出小球所受到的电场力，可以通过平衡条件求得电场力．分析小球受力如图所示，
(2分)
由平衡条件得：
F电＝mgtan θ，(3分)
所以小球所在处的电场强度E＝＝，
(3分)
小球带正电荷，因此电场强度方向水平向右．(2分)
答案： 水平向右
16.(12分)把一个电荷量为－1.0×10－6 C的电荷q，依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两点(如图)，受到的电场力大小分别是FA＝5×10－3 N，FB＝3×10－3 N.
(1)画出电荷q在A、B两点的受力方向；
(2)求出A、B两点的电场强度；
(3)如在A、B两点分别放上另一个电荷量为q′＝1.0×10－5 C的电荷，受到的电场力如何？
解析：(1)电荷在A、B两点的受力方向沿着它们与点电荷Q的连线向内，如图中FA、FB所示．(2分)
(2)A、B两点的场强大小分别为
EA＝＝ N/C＝5×103 N/C，(2分)
EB＝＝ N/C＝3×103 N/C(2分)
电场强度的方向决定于正电荷的受力方向，因此沿着A、B两点与点电荷Q的连线向外(如图)．(1分)
(3)当在A、B两点放上电荷q′时，受到的电场力分别为
FA′＝EAq′＝5×103×1.0×10－5 N＝5×10－2 N，
(2分)
FB′＝EBq′＝3×103×1.0×10－5 N＝3×10－2 N，
(2分)
其受力方向与场强方向相同．(1分)
答案：见解析
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