靜電力及答案

靜電力一.教學內容：1.認識靜電2.探究靜電力【要點掃描】第一節(jié)認識靜電一、靜電的產生1.摩擦起電：摩擦使電荷發(fā)生移動，從而使兩物體帶上相異的電荷。2.感應起電：利用靜電感應使導體帶電叫做感應起電。3.靜電感應：導體由于受附近帶電體的影響而出現帶電的現象叫做靜電感應。4.兩種電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，絲綢帶負電，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電，毛皮帶正電。二、原子結構與電荷守恒1.原子結構：原子由電子和原子核組成．而原子核又由中子和質子組成，其中中子呈電中性，質子帶正電，電子帶負電。原子所含的電子數和質子數相等，因此不顯電性。2.電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從物體的一部分轉移到另一部分，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉移的過程中，電荷的總量不變。3.起電的原因：物體失去電子則帶正電，得到電子則帶負電。物體帶電的實質就是電子的得失。三、靜電的應用與防護l.靜電的應用：激光打印機，靜電噴霧、靜電除塵、靜電殺菌等2.靜電的防護：印刷廠里的空氣要保持適當的濕度、油罐車車尾有一條拖在地上的鐵鏈等第二節(jié)：探究靜電力一、靜電力和點電荷1.兩帶電體之間存在著靜電力2.點電荷：本身的線度比相互之間的距離小得多的帶電體。與質點類似，這是一種理想模型二、庫侖定律1.內容：真空中兩個點電荷之間的相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟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

方向：在兩點電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸定律的適用范圍：真空中的點電荷三、靜電力疊加原理對于兩個以上的點電荷，其中每一個點電荷所受的總的靜電力等于其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的矢量和四、靜電力與萬有引力的比較m它們分別遵從庫侖定律12與萬有引力定律F2r2r1.相同點：（1兩種力都是平方反比定律。（2兩種力都有與作用力有關的物理量（電荷量或質量）的乘積，且都與乘積成正比。（3兩種力的方向都在兩物體的連線上。2.不同點（1描述了兩種作用，一種是由于物體帶電引起的作用，另一種是由于物體具有質量引起的作用（2力的大小與相關的物理量不全相同：一是電荷量，另一是質量（3靜電力可以是引力．也可以是斥力．而萬有引力只能是引力（4常量不相同N2/C2,6.67N/kg【點突破】l.如何確認感應起電使物體帶電有不同的方式，在初中階段我們已經認識到摩擦起電，現在再確認另一種起電方式——感應起電用一根與絲綢摩擦過的玻璃棒靠近驗電器的金屬球意：不要接觸）會看到驗電器的指針發(fā)生偏轉，這說明驗電器的指針帶上了電。保持玻璃棒的位置不變，用手接觸驗電器的金屬球，發(fā)現指針偏角為零，先把手移開，再把玻璃棒移開，會發(fā)現指針又發(fā)生了偏轉。這種把一帶電物體靠近導體也可以使導體帶電的方式叫感應起電。感應起電和摩擦起電的不同是前者沒有接觸只是靠近，后者必須直接接觸．2.起電的原因（1摩擦起電不同的物質對電子的束縛、吸引能力不相同，兩種不同的物質組成的物體相互摩擦時，由于摩擦做功，使得束縛電子能力弱的物質上的電子轉移到了另一吸引電子能力強的物質上．根據電荷守恒定律，從整體上看，一個物體失去了電子，帶正電；另一個物2.公式：庫侖力（靜電力）的大小Fk

1r2

，其

N

/

。

體就得到了電子，帶負電．例如用毛皮摩擦橡膠棒時，毛皮對電子束縛能力差，失去電子，電子轉移到了橡膠1

1212棒上，橡膠棒從而帶上了負電．（2感應起電當帶電體靠近導體時，導體內的自由電子會靠近或遠離帶電體．例如當帶正電的玻璃棒靠近金屬體時，金屬體靠近玻璃棒的一端會帶上負電，遠離玻璃棒的一端會帶上正電，如圖（a）所示．如果把金屬體接地，那么電子會從大地“跑”到金屬體上而中和掉金屬體一端的正電荷，從而使金屬體帶上了負電荷，如圖（）和c）所示．再移開玻璃棒，金屬體就帶上了凈電荷．如圖（d所示．所以，感應起電的實質是在帶電體上電荷的作用下，導體上的正負電荷發(fā)生了分離，使電荷從導體的一部分轉移到了另一部分．3.為什么能發(fā)生感應起電的是導體？感應起電的實質是在帶電體上電荷的作用下，導體上的正負電荷發(fā)生了分離，使電荷從導體的一部分轉移到了另一部分．只有導體上的電子才能自由移動，絕緣體上的電子不能那么自由地移動，所以導體能發(fā)生感應起電，而絕緣體不能．4.摩擦起電與感應起電的異同點是什么？（1相同點：實質相同，都是電子轉移。（2不同點：①材料不同：前者是絕緣體，后者是導體；②方式不同：前者必須接觸，后者只需靠近。5.應怎樣理解“點電荷”點電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化的模型，類似于力學中的質點，實際中并不存在。如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響很小，就可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對問題有關鍵作用的電荷量，這樣的處理會使問題大為簡化，對結果又沒有太大的影響，因此是物理學上經常用到的方法．一個帶電體能否看作點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定．例如，一個半徑10的帶電圓盤，如果考慮它和10m處某個電子的作用力，就完全可以把它看作點電荷，而如果這個電子離圓盤只lmm，那么這一帶電圓盤又相當于一個無限大的帶電平面。

6.應用庫侖定律解題應注意的問題（1在理解庫侖定律時，有人根據公/r，設想r0時得出F12的結論．從數學角度分析是正確的，但從物理角度分析，這一結論是錯誤的．錯誤的原因是r時兩電荷已失去了作為點電荷的前提條件況實際電荷都有一定大小，也就r0時，不能再利用庫侖定律計算兩電荷間的相互作用力．（2將計算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向分別進行．即用公式計算庫侖力大小時，不必將表示電QQ的帶電性質的正、負號代入公式中，只將其電荷量的絕對值代入公式中從而算出力的大??；力的方向再根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引加以判別．（3要統一國際單位，k9.092/C．（4如果一個點電荷同時受到另外兩個或更多的點電荷的作用力可根據靜電力疊加的原理求出合力。7.庫侖力也叫靜電力，它是效果力還是性質力？庫侖力是電荷之間的一種相互作用力，是一種“性質力重力、彈力、摩擦力一樣具有自己的特性荷間相互作用的庫侖力也同樣遵循牛頓第三定律實際應用時與其他力一樣，受力分析不能漏掉．對物體的平衡或運動起著獨立的作用．8.對于“帶電氣球拉動易拉罐”的解釋氣球帶了電，當它靠近易拉罐時，由于靜電感應，易拉罐靠近氣球的一側帶上了和氣球所帶電荷電性相反的電荷，遠離氣球的一側帶了和氣球所帶電荷電性相同的電荷，且電荷量相同．根據庫侖定律知，靜電力的大小與距離的平方成反比，所以氣球上帶的電荷與易拉罐上的近氣球側的電荷的吸引力大于氣球上帶的電荷與易拉罐上的遠氣球側的電荷的排斥力，由力的合成知，合力為引力，所以氣球能“拉動”易拉罐滾動．9.易錯易混點庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷，好多同學往往忽略了這些條件從而導致出錯．另外在對點電荷在電場中受力分析時，對初學電場的學生來說最容易丟掉庫侖力，這一點也要注意．【典型例題】例1.一絕緣球A帶正電，用絕緣絲線懸掛的一輕小物體B被A吸引，如圖所示，試分析B的帶電情況．解答：、B相互吸引，有兩種情況：一是、B帶異種電荷，二是其中一個帶電，另外一個不帶電，因為帶電體有吸引輕小物體的性質．所以B可能不帶電，也可能帶負2

1212121121212斥111斥斥12121211212121121212斥111斥斥1212121212121電．答案：見“解答”點評：不少同學注到了第一種情況，漏掉了第二種情況。例2.現有一個帶負電的電荷，另有一不能拆分的導體B，再也找不到其他的導體可供利用．你如何能使導體B帶上正電?解答：因為帶負電，要使帶正電，必須用感應起電的方法才可以，因為接觸帶電只能使B帶負電．根據感應起電的原理可知，要使帶電還需另外一塊導體，但現在這塊導體沒有．其實人體就是一塊很好的導體，只要把靠近B，用手摸一下B，再拿開手，通過靜電感應，就帶上了正電荷．答案：見“解答點評：本題很明顯屬于感應起電，解決問題的關鍵在于怎樣找到另一塊導體，如果不能考慮到人體的導電性，思維將陷入誤區(qū)。例3.有三個完全一樣的金屬小球A、、C，帶電荷量為，B帶電荷量為－Q，C球不帶電，將A、B兩球固定，然后讓C球先跟A球接觸，再跟球接觸，最后移去球，則A、B球間的作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦督獯穑河蓭靵龆桑_始時、B兩球間的作用力：7Fk①r7當A、C兩球接觸時，兩球均帶電Q．217當、C兩球接觸時，兩球均帶電()224Q故后來AB兩球間作用②rF5由①②兩式知．F例4.兩個質量分別是、的小球，各用長為L的絲線懸掛在同一點，當兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為、時，兩絲線張開一定的角度，θ，如圖所示，則下列說法正確的是（）

B.若m=m，則θ＝θC.若m＜m，則θ＞θD.若q=q，則θ＝θ解答：這一道帶電體平衡問題，分析方法仍然與力學中物體的平衡方法一樣．以m為研究對象，對受力分析如圖所示．由共點力平衡得θ=F①θ=mg②F由①／②得θ=，同理tanθ=1q、q大小如何，兩帶電小球所受庫侖斥力屬于作用力與反作用力，永遠相等，故F從tan=知大，則tanθ小，θ亦?。ǎ枷嗟?，θ亦相等，故B、Cg2正確。答案：點評解決帶電體平衡問題的方法是①確定研究對象②受力分析③建坐標軸；④列方F；解方程．x【模擬試題】1.摩擦過的玻璃棒和橡膠棒均能起電但用驗電器檢驗卻發(fā)現摩擦過的金屬棒不帶電，為什么?如何使摩擦后的金屬棒帶電?2.（上海高考題如圖所示半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為+Q的電荷，另一電荷量為+q的點電荷放在球心上，由于對稱性，點電荷受力為零，現在球殼上挖去半徑為（r<<R的一個小圓孔，則此時置于球心的點電荷所受力的大小為多少方向如何?（已知靜電力常量k）A.若m＞m，則θ＞

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BB試題答案1.因為金屬棒帶上的電荷很快被人體導走了可以把摩擦后的毛皮靠近用手拿著的金屬棒，然后用絕緣物體夾住金屬棒，這樣就可使金屬棒帶電了．2.如圖所示，由于球殼上帶電均勻，原來每條直徑兩端相等的一小塊圓面上的電荷對球心+的力互相平衡．現在球