2025高二物理預(yù)習(xí).第1講.電荷、電荷守恒及庫侖定律含答案

2025高二物理電荷、電荷守恒及庫侖定律電荷、電荷守恒及庫侖定律知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)誰是縱火犯？

北方的冬天，天氣干燥，時常會聽到一些人體放電的怪事．某公司一職員，腳穿橡膠底鞋從鋪有化纖地毯的屋子里走出來，在握門上的金屬把手時，手指尖突然向金屬把手放電，把他狠狠地打了一下，手臂麻木了好半天．據(jù)說，在西伯利亞的冬天，有時會遇到極少數(shù)身上帶電的人，人們與他們握手時就會產(chǎn)生放電，而遭電火花打擊．

在通常環(huán)境中，人體放電時最多挨一下電火花的“打”．在某些特殊環(huán)境，人體放電就可能釀成慘?。幸荒甓?，北京某液化石油氣供應(yīng)站，兩名工人正在充氣，其中一名女工頭戴尼龍紗巾，她感到頭巾礙事，轉(zhuǎn)身進室內(nèi)用手拉下尼龍織物，這時，突然冒出火花并引起爆炸，這名女工被嚴重?zé)齻潞笳{(diào)查發(fā)現(xiàn)，該液化氣站漏氣現(xiàn)象嚴重，室內(nèi)又無通風(fēng)設(shè)備，以致室內(nèi)液化氣與空氣的混合氣體處于爆炸濃度范圍內(nèi)．該女工的頭發(fā)比較于燥，與尼龍紗巾摩擦產(chǎn)生靜電．當她很快將頭巾拉下時就產(chǎn)生了電火花，引爆了房間中的混合氣體．靜電這個詞我們經(jīng)常聽說，那么究竟什么是靜電呢？

知識講解知識講解一、電荷、電荷守恒定律（一）電荷自然界存在兩種電荷：正電荷、負電荷正電荷：用摩擦過的所帶的電荷是正電荷．負電荷：用摩擦過的所帶的電荷是負電荷．同種電荷相互、異種電荷相互．物體帶電的實質(zhì)：①物體是由原子組成的，而原子又是由原子核和核外電子構(gòu)成的，原子核帶電，電子帶電．②由原子組成的物體，若帶有等量的正、負電荷，則對外表現(xiàn)為狀態(tài)，我們稱物體呈． ③呈電中性的物體失去電子帶電，得到電子帶電．物體帶電的實質(zhì)就是電子的．物體帶電的三種方式：、感應(yīng)起電和接觸帶電說明：摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷在物體間的轉(zhuǎn)移．在摩擦過程中，失去電子的物 體帶正電，得到電子的物體帶負電．（二）電荷守恒定律內(nèi)容：電荷既不能被，也不能被，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到，或從物體的一部分 轉(zhuǎn)移到，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷總量不變．意義：電荷守恒定律是自然界的普遍定律，既適用于系統(tǒng)，也適用于系統(tǒng)．①不受外界影響時，兩外形完全相同的導(dǎo)體，接觸后帶電量相等．外形不同的帶電物體接觸后，一般 所帶的電荷量不相等．②兩帶異種電荷的物體相接觸，則先發(fā)生正負電荷的，若有剩余的電荷，再進行．元電荷電量：物體帶電的多少，我們一般用或來表示，單位是，簡稱，符號.電量為的電荷叫做元電荷．質(zhì)子和電子均帶元電荷電量(其內(nèi)部的夸克帶電量可以比元電 荷?。魏螏щ婓w的電荷量都為元電荷的．思考：是否存在一個帶電體，其帶電量是？二、庫侖定律（一）點電荷點電荷是理想化的模型．若帶電體之間的距離比它們本身的尺寸大得多，以致帶電體的對 它們之間的作用力的影響可以忽略不計，這樣的電荷可以看成點電荷．兩個帶電的導(dǎo)體球，當忽略導(dǎo)體上的電荷由于相互作用力而的影響時（即看成均勻的帶電 體），也可以看成點電荷，電荷之間的距離等于兩球心之間的距離．點電荷只是，能看作點電荷的帶電體的尺寸不一定很小，另外，對點電荷的電量一般不作限制．思考:點電荷這個物理概念與我們剛上高一時學(xué)的哪個物理概念類似？

（二）庫侖定律內(nèi)容：在真空中的兩個點電荷之間的作用力跟它們兩電荷量的乘積成，跟它們間的成 反比，作用力的方向在它們的連線上．公式：，叫或，也叫．可以是，也可以是，是靜電力 恒量，其數(shù)值與單位的選取有關(guān)，公式中各量都取國際單位制單位時，．適用條件：①；②．理解和應(yīng)用庫侖定律時應(yīng)注意的問題：①庫侖力具有力的一切性質(zhì)，相互作用的兩個點電荷之間的作用力滿足牛頓定律．②在使用公式時，可只代入計算庫侖力的大小，相互作用力的方向根據(jù)同種 電荷相互、異種電荷相互來判斷．③當多個帶電體同時存在時，任兩個帶電體之間的相互作用庫侖定律，任一個帶電體同時受到 多個庫侖力的作用，可利用力的合成的定則求出合力．④在具體問題中，兩個均勻帶電體或帶電球殼之間的庫侖作用力可以將電荷看成集中在球心處產(chǎn)生的 作用力．而實際情況下帶電體帶電并不均勻，這時帶點球之間庫侖力可用公式定性分析．若用表 示兩球心之間的距離，則當兩球帶同種電荷時，F(xiàn)；反之，當兩球帶異種電荷時，F(xiàn).思考：很容易發(fā)現(xiàn)庫侖定律與我們高一所學(xué)的萬有引力定律的表達式相似度非常高，現(xiàn)在思考一下 質(zhì)量均勻的帶電球體相距較近時庫倫定律還適用嗎？為什么？萬有引力定律呢？為什么？難點探究難點探究元電荷與點電荷的區(qū)別元電荷強調(diào)的是一個“”字，指物體帶電量的基本單元。點電荷強調(diào)的是一個“”字，指帶點體的體積足夠小，可以看做一個點，對帶電量并沒有限制。例題精講例題精講關(guān)于摩擦起電與感應(yīng)起電，以下說法中正確的是（）A．摩擦起電是因為電荷的轉(zhuǎn)移，感應(yīng)起電是因為產(chǎn)生電荷B．摩擦起電是因為產(chǎn)生電荷，感應(yīng)起電是因為電荷轉(zhuǎn)移C．摩擦起電的兩摩擦物體必定是絕緣體，而感應(yīng)起電的物體必定是導(dǎo)體D．不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電，都是電荷轉(zhuǎn)移

將不帶電的導(dǎo)體A與帶負電荷的導(dǎo)體B接觸，導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)將：（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少M和N是原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10C，下列判斷中正確的是（）A．在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B．摩擦的過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了MC．N在摩擦后一定帶負電荷1.6×10-10CD．M在摩擦過程中失去了1.6×10-10個電子把兩個完全相同的小球接觸后分開，兩小球相互排斥，則兩球原來帶電情況不可能是（）A．原來的其中一個帶電B．兩個小球原來分別帶等量異種電荷C．兩個小球原來分別帶同種電荷D．兩個小球原來分別帶不等量電荷將帶電棒移近兩個不帶電的導(dǎo)體球，兩個導(dǎo)體球開始時互相接觸且對地絕緣，如圖所示，下列幾種方法能使兩球都帶電的是（）A．先把兩球分開，再移走棒B．先移走棒，再把兩球分開C．先將棒接觸一下其中一球，再把兩球分開D．棒帶的電荷量如果不變，不能使兩導(dǎo)體球帶電有三個相同的絕緣金屬小球A、B、C，其中A小球帶有2.0×10-5C的正電荷，B小球帶電荷量為-5.0×10-5C，C小球不帶電，讓小球B與小球C接觸后分開，再將C小球與A小球接觸后分開，最終三小球的帶電量分別為qA＝C，qB＝C，qC＝C.關(guān)于點電荷的說法，正確的是：（）A．只有體積很小的電荷，才能作為點電荷B．體積很大的電荷，一定不能作為點電荷C．點電荷一定是帶電量很小的電荷D．兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理

對于庫侖定律，下面說法正確的是（）A．凡計算真空中兩個點電荷間的相互作用力，就可以使用公式B．兩個帶電小球即使相距非常近，也能用庫侖定律C．相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的庫侖力大小一定相等D．當兩個半徑為的帶電金屬球中心相距為時，對于它們之間的靜電作用力大小只取決于它們各自所帶的電荷量真空中兩個點電荷，相距，帶電荷量是帶電荷量的倍，受到的庫侖力是，則受到的庫侖力是（）A．B．C．D．無法確定已知真空中存在電荷量為的兩個點電荷，它們兩之間的庫倫力為，則引入第三個點電荷，則此時之間的庫倫力為（）A．仍為 B．與的大小有關(guān)C．與和之間的距離有關(guān) D．一定大于真空中的兩個點電荷，它們之間的靜電力為F，如果保持它們之間的距離不變，把它們的帶電量都增大到原來的n倍，則它們之間的靜電力為；如果保持帶電量不變，將距離增大到原來的n倍，則它們之間的靜電力為；如果使每個點電荷的帶電量都增加原來的n倍，同時距離減小到原來的1/n，則它們間的靜電力為.要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法中可行的是：（）A．每個點電荷的帶電量都增大到原來的2倍，電荷間的距離不變B．保持點電荷的帶電量不變，使兩個電荷間的距離增大到原來的2倍C．使一個點電荷的電荷量加倍，另一個點電荷的電荷量保持不變，同時將兩個點電荷間的距離減小為原來的1/2D．保持點電荷的電荷量不變，將兩個點電荷的距離減小到原來的1/2A、B、C是三個完全相同的導(dǎo)體小球，A、B的帶電情況相同，固定放置后其間的相互作用力的庫侖斥力為F，今將不帶電的小球C先后與A、B小球接觸后移去，則A、B間的庫侖力的大小將變成多少？

如圖所示，一個掛在絲線下端的帶正電的小球B，靜止在圖示位置；若固定的帶正電的小球A電量為Q，B球的質(zhì)量為m，帶電量為q，絲線與豎直方向夾角為θ，A和B在同一水平線上，整個裝置處于真空中，求A、B兩球之間的距離為多少?兩個小球都帶正電，總共有電荷5.0×10--5C，當兩個小球相距3.0m，它們之間的斥力為0.4N，問總電荷在兩個小球上是怎樣分配的?兩個半徑為，所帶電荷量分別為，的導(dǎo)電球體，當兩球心相距時，相互作用的庫侖力大小為，當兩球心相距時，相互作用的庫侖大小為（）A． B． C． D．如圖所示，分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知與之間的距離為，與之間的距離為，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)；（1）如為正電荷，則為________電荷，為________電荷．（2）三者電荷量大小之比______：______:______．

知識總結(jié)知識總結(jié)一、電荷、電荷守恒定律（一）電荷自然界存在兩種電荷：正電荷、負電荷物體帶電的實質(zhì)：電子的得失．物體帶電的三種方式：摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電（二）電荷守恒定律內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分 轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷總量不變．意義：電荷守恒定律是自然界的普遍定律，既適用于宏觀系統(tǒng)，也適用于微觀系統(tǒng)．①不受外界影響時，兩外形完全相同的導(dǎo)體，接觸后帶電量相等．外形不同的帶電物體接觸后，一般 所帶的電荷量不相等．②兩帶異種電荷的物體相接觸，則先發(fā)生正負電荷的中和，若有剩余的電荷，再進行重新分配．元電荷電量為的電荷叫做元電荷．質(zhì)子和電子均帶元電荷電量(其內(nèi)部的夸克帶電量可以比元電 荷小）．任何帶電體的電荷量都為元電荷的整數(shù)倍．二、庫侖定律（一）點電荷點電荷是一種理想化的模型．若帶電體之間的距離比它們本身的尺寸大得多，以致帶電體的形狀和大 小對它們之間的作用力的影響可以忽略不計，這樣的電荷可以看成點電荷．兩個帶電的導(dǎo)體球，當忽略導(dǎo)體上的電荷由于相互作用力而重新分布的影響時（即看成均勻的帶電 體），也可以看成點電荷，電荷之間的距離等于兩球心之間的距離．點電荷只是相對的，能看作點電荷的帶電體的尺寸不一定很小，另外，對點電荷的電量一般不作限制．（二）庫侖定律內(nèi)容：在真空中的兩個點電荷之間的作用力跟它們兩電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成 反比，作用力的方向在它們的連線上．公式：，叫庫侖力或靜電力，也叫電場力．可以是引力，也可以是斥力，是靜電力 恒量，其數(shù)值與單位的選取有關(guān)，公式中各量都取國際單位制單位時，．適用條件：①真空；②點電荷．

課后鞏固課后鞏固電荷電荷守恒:自然界中只存在兩種電荷：電荷和電荷.電荷間的作用規(guī)律是：同種電荷相互，異種電荷相互.物體所帶電荷的多少叫.帶電微粒所帶的電荷量的值不可能的是下列的：（）A．2.4×10-19CB．﹣6.4×10-19CC．﹣1.6×10-19CD．4×10-17C真空中有相距為r的兩個點電荷A、B，它們之間相互作用的靜電力為F，如果將A的帶電量增加到原來的4倍，B的帶電量不變，要使它們的靜電力變?yōu)镕/4，則它們的距離應(yīng)當變?yōu)椋海ǎ〢．16rB．4rC．D．2r關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實質(zhì)，下列說法正確的是：（）A．摩擦起電現(xiàn)象說明了機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷B．摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體C．感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到物體另一個部分D．感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上去了絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球，的表面鍍有鋁膜；在的近旁有絕緣金屬球，開始時，都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使帶電，則（）A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用B．b將吸引a，吸住后不放開C．b立即把a排斥開D．b先吸引a，接觸后又把排斥開如圖所示，當帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時，枕形導(dǎo)體上的電荷移動情況是：（）A．枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B端移動，負電荷不移動B．枕形金屬導(dǎo)體上的帶負電的電子向A端移動，正電荷不移動C．枕形金屬導(dǎo)體上的正、負電荷同時分別向B端和A端移動D．枕形金屬導(dǎo)體上的正、負電荷同時分別向A端和B端移動關(guān)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

關(guān)于庫侖定律的公式，下列說法中正確的是：（）A．當真空中的兩個點電荷間的距離r→∞時，它們之間的靜電力F→0B．當真空中的兩個點電荷間的距離r→0時，它們之間的靜電力F→∞C．當兩個點電荷之間的距離r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了D．當兩個點電荷之間的距離r→0時，電荷不能看成是點電荷，庫侖定律的公式不適用了兩個點電荷A和B距離恒定，當其它點電荷移到A、B附近時，A、B之間的庫侖力將：（）A．可能變大B．可能變小C．一定不變D．不能確定兩個相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1∶3，相距為r時相互作用的庫侖力的大小為F，今使兩小球接觸后再分開放到相距為2r處，則此時庫侖力的大小為：A．B．C．D．如圖所示，兩個金屬小球的半徑均為a，兩球心相距d，如果它們帶等量同種電荷Q，則它們之間的相互作用力為：（）A．大于B．等于C．小于D．無法確定三個點電荷在真空中依次排成一條直線，與間的距離為與間距離的倍，若三個點電荷只受庫侖力作用均處于平衡狀態(tài)，則為（）A． B．C． D．

考試真題考試真題（2014東城期末）已知兩個質(zhì)點相距為r時，它們之間的萬有引力大小為F。若只將它們之間的距離變?yōu)?r，則它們之間的萬有引力大小為（）A．4FB．2FC．FD．F（2014海淀期末）如圖2所示，取一對用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸，起初它們不帶電，分別貼在導(dǎo)體A、B下部的金屬箔均是閉合的。下列關(guān)于實驗現(xiàn)象描述中正確的是（）圖圖2ABC++金屬箔A．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A穩(wěn)定后，A、B下部的金屬箔都會張開B．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A穩(wěn)定后，只有A下部的金屬箔張開C．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后，再把B向右移動稍許使其與A分開，穩(wěn)定后A、B下部的 金屬箔都還是張開的D．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后，再把B向右移動稍許使其與A分開，穩(wěn)定后A、B下部的 金屬箔都閉合

-q1P-q2O+Q（2013一模）如圖所示，某點O處固定一點電荷+Q，一電荷量為-q1的點電荷以O(shè)為圓心做勻速圓周運動，另一電荷量為-q2的點電荷以O(shè)為焦點沿橢圓軌道運動，兩軌道相切于P點。兩個運動電荷的質(zhì)量相等，它們之間的靜電引力和萬有引力均忽略不計，且q1>q2。當-q1、-q2經(jīng)過P點時速度大小分別為v1、v-q1P-q2O+QA．a(chǎn)1=a2B．a(chǎn)1<a2C．v1=v2D．v1>v2

物理名人物理名人富蘭克林本杰明·富蘭克林（BenjaminFranklin）是18世紀美國的實業(yè)家、科學(xué)家、社會活動家、思想家、文學(xué)家和外交家．他是美國歷史上第一位享有國際聲譽的科學(xué)家和發(fā)明家，在很多領(lǐng)域都做出了杰出的貢獻．下面我們就通過他取得的一些成就來了解一下這位18世紀的科學(xué)家和發(fā)明家．放電實驗富蘭克林通過一個簡單的放電實驗，取得了他在靜電學(xué)中的第一個重要發(fā)現(xiàn)．他讓A、B兩人分別站在木箱上，用萊頓瓶使他們分別帶上玻璃電和松香電，又讓A、B向站在地上的第三個人C放電，結(jié)果都有火花閃現(xiàn)．但是如果A、B帶電后先互相握手，再向C放電，結(jié)果都沒有火花閃現(xiàn)．富蘭克林由此發(fā)現(xiàn)玻璃電、松香電可以互相抵消，于是總結(jié)出電荷有兩類，他把玻璃電叫做正電，把松香電叫做負電，分別用"+"、"-"符號來表示．并提出了電的單流體學(xué)說，他認為：每個物體都有一定量的電，電只有一種；摩擦不能創(chuàng)造出電，只是使電從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，它們的總電量不變；物體上帶過量電的稱為帶正電，不足的稱為帶負電．由于這些概念的引入，使電成為可以定量的物理量了．富蘭克林在歷史上第一個科學(xué)地用正電、負電概念表示電荷性質(zhì)，并提出電荷不能創(chuàng)生，也不能消滅的思想．后人在他的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律．風(fēng)箏實驗18世紀40年代，當時的人們知道萊頓瓶，知道怎樣將電儲存在那里面，知道會產(chǎn)生電擊，但卻不知道電到底是什么，電擊又是如何發(fā)生的．富蘭克林試圖通過實驗確立電力的工作原理，尋找存儲電力和應(yīng)用電力的方法．他最早提出了電流的理論，認為電會沿著導(dǎo)體從正極流動到負極．在1749年到1751年間，富蘭克林仔細觀察和研究了雷、閃電和云的形成，提出了云中的閃電和摩擦所產(chǎn)生的電性質(zhì)相同的推測．1752年他在費城進行了震動世界的電風(fēng)箏實驗：在天空烏云密布時，富蘭克林和兒子威廉做了只風(fēng)箏放到空中．很快富蘭克林就注意到牽引風(fēng)箏的線繩開始分裂，這說明有電荷產(chǎn)生．于是他在牽引線上掛了把鑰匙，摩擦指關(guān)節(jié)后與鑰匙接觸，結(jié)果火花出現(xiàn)了，這證明閃電實際上就是大量的靜電，由此證明了他所提出的"閃電和靜電的同一性"的設(shè)想．富蘭克林的理論后來被法國人證實，這奠定了他的科學(xué)家地位．從此，人類歷史上誕生了一句名言，描繪他的這一成就，“他從天空抓到了雷電，從專制統(tǒng)治者手中奪回了權(quán)力”．根據(jù)這一理論和他對尖端接地導(dǎo)體放電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，富蘭克林提出了關(guān)于避雷針的建議．他精心設(shè)計了避雷針的大小、地面設(shè)備的類型以及如何將其與建筑物連接，直到今天避雷針仍基本保持了他當年的設(shè)計．避雷針首先于1852年在法國馬利大學(xué)得到應(yīng)用，避雷針的發(fā)明不僅可以防止閃電所招致的嚴重危害，同時也破除了迷信，揭示了自然力的真實性質(zhì)．玻璃琴1763年富蘭克林發(fā)明了一種樂器——玻璃琴，它是一組放至于水平紡錘中的玻璃器皿，經(jīng)由演奏者的腳踏瓣使紡錘中充滿水，再經(jīng)由手指精巧的摩擦而發(fā)出聲音．曾經(jīng)為這種樂器寫作曲子，或是在樂曲中使用這種樂器的作曲家并不多，但是幾乎包含了整個音樂的世界，除了莫扎特，賴夏德，羅利格，舒茲，瑙曼外，貝多芬與理查德·史特勞斯亦曾在作品中用到這項樂器．它就像"阿貝鳩尼琴"一般，愛樂者僅能就有限的曲子來懷念它優(yōu)美而神秘的身影.玻璃琴如空谷回響般的飄邈琴音，鶴立在傳統(tǒng)古典樂器中，它的奇特與精致令人感覺意猶未盡．其它科學(xué)貢獻富蘭克林的研究范圍極廣，在數(shù)學(xué)上，他創(chuàng)造了8次和16次幻方，這兩個幻方性質(zhì)特殊，變化復(fù)雜，至今仍為學(xué)者稱道．熱學(xué)方面，他改良了取暖的爐子，能夠節(jié)省四分之三的燃料．光學(xué)方面，他發(fā)明了老年人用的雙焦距眼鏡，即能看清楚近處又能看清楚遠處的事物．他發(fā)明了搖椅，避雷針，電輪（電動機的雛形），還改進了路燈．發(fā)現(xiàn)了墨西哥灣的海流．制定了新聞傳播法．最先繪制暴風(fēng)雨推移圖．發(fā)現(xiàn)人們呼出氣體的有害性．最先解釋清楚北極光．被稱為近代牙科醫(yī)術(shù)之父．最先組織了消防廳．創(chuàng)立了近代的郵信制度．創(chuàng)立了議員的近代選舉法．發(fā)現(xiàn)了感冒的原因．發(fā)明了顆粒肥料．設(shè)計出夏天穿的白色亞麻服裝，設(shè)計了最早的游泳眼鏡和蛙蹼．此外，他對氣象、地質(zhì)、聲學(xué)及海洋航行等方面都有研究，并取得了不少成就．電荷、電荷守恒及庫侖定律電荷、電荷守恒及庫侖定律知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)誰是縱火犯？

北方的冬天，天氣干燥，時常會聽到一些人體放電的怪事．某公司一職員，腳穿橡膠底鞋從鋪有化纖地毯的屋子里走出來，在握門上的金屬把手時，手指尖突然向金屬把手放電，把他狠狠地打了一下，手臂麻木了好半天．據(jù)說，在西伯利亞的冬天，有時會遇到極少數(shù)身上帶電的人，人們與他們握手時就會產(chǎn)生放電，而遭電火花打擊．

在通常環(huán)境中，人體放電時最多挨一下電火花的“打”．在某些特殊環(huán)境，人體放電就可能釀成慘劇．有一年冬天，北京某液化石油氣供應(yīng)站，兩名工人正在充氣，其中一名女工頭戴尼龍紗巾，她感到頭巾礙事，轉(zhuǎn)身進室內(nèi)用手拉下尼龍織物，這時，突然冒出火花并引起爆炸，這名女工被嚴重?zé)齻潞笳{(diào)查發(fā)現(xiàn)，該液化氣站漏氣現(xiàn)象嚴重，室內(nèi)又無通風(fēng)設(shè)備，以致室內(nèi)液化氣與空氣的混合氣體處于爆炸濃度范圍內(nèi)．該女工的頭發(fā)比較于燥，與尼龍紗巾摩擦產(chǎn)生靜電．當她很快將頭巾拉下時就產(chǎn)生了電火花，引爆了房間中的混合氣體．靜電這個詞我們經(jīng)常聽說，那么究竟什么是靜電呢？

知識講解知識講解一、電荷、電荷守恒定律（一）電荷自然界存在兩種電荷：正電荷、負電荷正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷．負電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷是負電荷．同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引．物體帶電的實質(zhì)：①物體是由原子組成的，而原子又是由原子核和核外電子構(gòu)成的，原子核帶正電，電子帶負電．②由原子組成的物體，若帶有等量的正、負電荷，則對外表現(xiàn)為不帶電狀態(tài)，我們稱物體呈電中性． ③呈電中性的物體失去電子帶正電，得到電子帶負電．物體帶電的實質(zhì)就是電子的得失．物體帶電的三種方式：摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電說明：摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷在物體間的轉(zhuǎn)移．在摩擦過程中，失去電子的物 體帶正電，得到電子的物體帶負電．（二）電荷守恒定律內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分 轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷總量不變．意義：電荷守恒定律是自然界的普遍定律，既適用于宏觀系統(tǒng)，也適用于微觀系統(tǒng)．①不受外界影響時，兩外形完全相同的導(dǎo)體，接觸后帶電量相等．外形不同的帶電物體接觸后，一般 所帶的電荷量不相等．②兩帶異種電荷的物體相接觸，則先發(fā)生正負電荷的中和，若有剩余的電荷，再進行重新分配．元電荷電量：物體帶電的多少，我們一般用Q或q來表示，單位是庫倫，簡稱庫，符號C.電量為的電荷叫做元電荷．質(zhì)子和電子均帶元電荷電量(其內(nèi)部的夸克帶電量可以比元電 荷?。魏螏щ婓w的電荷量都為元電荷的整數(shù)倍．思考：是否存在一個帶電體，其帶電量是？二、庫侖定律（一）點電荷點電荷是理想化的模型．若帶電體之間的距離比它們本身的尺寸大得多，以致帶電體的形狀和大小對 它們之間的作用力的影響可以忽略不計，這樣的電荷可以看成點電荷．兩個帶電的導(dǎo)體球，當忽略導(dǎo)體上的電荷由于相互作用力而重新分布的影響時（即看成均勻的帶電 體），也可以看成點電荷，電荷之間的距離等于兩球心之間的距離．點電荷只是相對的，能看作點電荷的帶電體的尺寸不一定很小，另外，對點電荷的電量一般不作限制．思考:點電荷這個物理概念與我們剛上高一時學(xué)的哪個物理概念類似？

（二）庫侖定律內(nèi)容：在真空中的兩個點電荷之間的作用力跟它們兩電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成 反比，作用力的方向在它們的連線上．公式：，叫庫侖力或靜電力，也叫電場力．可以是引力，也可以是斥力，是靜電力 恒量，其數(shù)值與單位的選取有關(guān)，公式中各量都取國際單位制單位時，．適用條件：①真空；②點電荷．理解和應(yīng)用庫侖定律時應(yīng)注意的問題：①庫侖力具有力的一切性質(zhì)，相互作用的兩個點電荷之間的作用力滿足牛頓第三定律．②在使用公式時，可只代入絕對值計算庫侖力的大小，相互作用力的方向根據(jù)同種 電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷．③當多個帶電體同時存在時，任兩個帶電體之間的相互作用仍遵守庫侖定律，任一個帶電體同時受到 多個庫侖力的作用，可利用力的合成的平行四邊形定則求出合力．④在具體問題中，兩個均勻帶電體或帶電球殼之間的庫侖作用力可以將電荷看成集中在球心處產(chǎn)生的 作用力．而實際情況下帶電體帶電并不均勻，這時帶點球之間庫侖力可用公式定性分析．若用表 示兩球心之間的距離，則當兩球帶同種電荷時，；反之，當兩球帶異種電荷時，．思考：很容易發(fā)現(xiàn)庫侖定律與我們高一所學(xué)的萬有引力定律的表達式相似度非常高，現(xiàn)在思考一下 質(zhì)量均勻的帶電球體相距較近時庫倫定律還適用嗎？為什么？萬有引力定律呢？為什么？難點探究難點探究元電荷與點電荷的區(qū)別元電荷強調(diào)的是一個“元”字，指物體帶電量的基本單元。點電荷強調(diào)的是一個“點”字，指帶點體的體積足夠小，可以看做一個點，對帶電量并沒有限制。例題精講例題精講關(guān)于摩擦起電與感應(yīng)起電，以下說法中正確的是（）A．摩擦起電是因為電荷的轉(zhuǎn)移，感應(yīng)起電是因為產(chǎn)生電荷B．摩擦起電是因為產(chǎn)生電荷，感應(yīng)起電是因為電荷轉(zhuǎn)移C．摩擦起電的兩摩擦物體必定是絕緣體，而感應(yīng)起電的物體必定是導(dǎo)體D．不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電，都是電荷轉(zhuǎn)移【答案】D

將不帶電的導(dǎo)體A與帶負電荷的導(dǎo)體B接觸，導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)將：（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少【答案】CM和N是原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10C，下列判斷中正確的是（）A．在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B．摩擦的過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了MC．N在摩擦后一定帶負電荷1.6×10-10CD．M在摩擦過程中失去了1.6×10-10個電子【答案】C把兩個完全相同的小球接觸后分開，兩小球相互排斥，則兩球原來帶電情況不可能是（）A．原來的其中一個帶電B．兩個小球原來分別帶等量異種電荷C．兩個小球原來分別帶同種電荷D．兩個小球原來分別帶不等量電荷【答案】B將帶電棒移近兩個不帶電的導(dǎo)體球，兩個導(dǎo)體球開始時互相接觸且對地絕緣，如圖所示，下列幾種方法能使兩球都帶電的是（）A．先把兩球分開，再移走棒B．先移走棒，再把兩球分開C．先將棒接觸一下其中一球，再把兩球分開D．棒帶的電荷量如果不變，不能使兩導(dǎo)體球帶電【答案】AC有三個相同的絕緣金屬小球A、B、C，其中A小球帶有2.0×10-5C的正電荷，B小球帶電荷量為-5.0×10-5C，C小球不帶電，讓小球B與小球C接觸后分開，再將C小球與A小球接觸后分開，最終三小球的帶電量分別為qA＝C，qB＝C，qC＝C.【答案】；；關(guān)于點電荷的說法，正確的是：（）A．只有體積很小的電荷，才能作為點電荷B．體積很大的電荷，一定不能作為點電荷C．點電荷一定是帶電量很小的電荷D．兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理

【答案】D對于庫侖定律，下面說法正確的是（）A．凡計算真空中兩個點電荷間的相互作用力，就可以使用公式B．兩個帶電小球即使相距非常近，也能用庫侖定律C．相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的庫侖力大小一定相等D．當兩個半徑為的帶電金屬球中心相距為時，對于它們之間的靜電作用力大小只取決于它們各自所帶的電荷量【答案】AC真空中兩個點電荷，相距，帶電荷量是帶電荷量的倍，受到的庫侖力是，則受到的庫侖力是（）A．B．C．D．無法確定【答案】C已知真空中存在電荷量為的兩個點電荷，它們兩之間的庫倫力為，則引入第三個點電荷，則此時之間的庫倫力為（）A．仍為 B．與的大小有關(guān)C．與和之間的距離有關(guān) D．一定大于【答案】A真空中的兩個點電荷，它們之間的靜電力為F，如果保持它們之間的距離不變，把它們的帶電量都增大到原來的n倍，則它們之間的靜電力為；如果保持帶電量不變，將距離增大到原來的n倍，則它們之間的靜電力為；如果使每個點電荷的帶電量都增加原來的n倍，同時距離減小到原來的1/n，則它們間的靜電力為.【答案】；；要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法中可行的是：（）A．每個點電荷的帶電量都增大到原來的2倍，電荷間的距離不變B．保持點電荷的帶電量不變，使兩個電荷間的距離增大到原來的2倍C．使一個點電荷的電荷量加倍，另一個點電荷的電荷量保持不變，同時將兩個點電荷間的距離減小為原來的1/2D．保持點電荷的電荷量不變，將兩個點電荷的距離減小到原來的1/2【答案】AD

A、B、C是三個完全相同的導(dǎo)體小球，A、B的帶電情況相同，固定放置后其間的相互作用力的庫侖斥力為F，今將不帶電的小球C先后與A、B小球接觸后移去，則A、B間的庫侖力的大小將變成多少？【答案】如圖所示，一個掛在絲線下端的帶正電的小球B，靜止在圖示位置；若固定的帶正電的小球A電量為Q，B球的質(zhì)量為m，帶電量為q，絲線與豎直方向夾角為θ，A和B在同一水平線上，整個裝置處于真空中，求A、B兩球之間的距離為多少?【答案】兩個小球都帶正電，總共有電荷5.0×10--5C，當兩個小球相距3.0m，它們之間的斥力為0.4N，問總電荷在兩個小球上是怎樣分配的?【答案】1.0×10-5C5.0×10-5C兩個半徑為，所帶電荷量分別為，的導(dǎo)電球體，當兩球心相距時，相互作用的庫侖力大小為，當兩球心相距時，相互作用的庫侖大小為（）A． B． C． D．【答案】D如圖所示，分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知與之間的距離為，與之間的距離為，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)；（1）如為正電荷，則為________電荷，為________電荷．（2）三者電荷量大小之比______：______:______．【答案】（1）負負（2）

知識總結(jié)知識總結(jié)一、電荷、電荷守恒定律（一）電荷自然界存在兩種電荷：正電荷、負電荷物體帶電的實質(zhì)：電子的得失．物體帶電的三種方式：摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電（二）電荷守恒定律內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分 轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷總量不變．意義：電荷守恒定律是自然界的普遍定律，既適用于宏觀系統(tǒng)，也適用于微觀系統(tǒng)．①不受外界影響時，兩外形完全相同的導(dǎo)體，接觸后帶電量相等．外形不同的帶電物體接觸后，一般 所帶的電荷量不相等．②兩帶異種電荷的物體相接觸，則先發(fā)生正負電荷的中和，若有剩余的電荷，再進行重新分配．元電荷電量為的電荷叫做元電荷．質(zhì)子和電子均帶元電荷電量(其內(nèi)部的夸克帶電量可以比元電 荷?。魏螏щ婓w的電荷量都為元電荷的整數(shù)倍．二、庫侖定律（一）點電荷點電荷是一種理想化的模型．若帶電體之間的距離比它們本身的尺寸大得多，以致帶電體的形狀和大 小對它們之間的作用力的影響可以忽略不計，這樣的電荷可以看成點電荷．兩個帶電的導(dǎo)體球，當忽略導(dǎo)體上的電荷由于相互作用力而重新分布的影響時（即看成均勻的帶電 體），也可以看成點電荷，電荷之間的距離等于兩球心之間的距離．點電荷只是相對的，能看作點電荷的帶電體的尺寸不一定很小，另外，對點電荷的電量一般不作限制．（二）庫侖定律內(nèi)容：在真空中的兩個點電荷之間的作用力跟它們兩電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成 反比，作用力的方向在它們的連線上．公式：，叫庫侖力或靜電力，也叫電場力．可以是引力，也可以是斥力，是靜電力 恒量，其數(shù)值與單位的選取有關(guān)，公式中各量都取國際單位制單位時，．適用條件：①真空；②點電荷．

課后鞏固課后鞏固電荷電荷守恒:自然界中只存在兩種電荷：電荷和電荷.電荷間的作用規(guī)律是：同種電荷相互，異種電荷相互.物體所帶電荷的多少叫.【答案】正負排斥吸引電量帶電微粒所帶的電荷量的值不可能的是下列的：（）A．2.4×10-19CB．﹣6.4×10-19CC．﹣1.6×10-19CD．4×10-17C【答案】A真空中有相距為r的兩個點電荷A、B，它們之間相互作用的靜電力為F，如果將A的帶電量增加到原來的4倍，B的帶電量不變，要使它們的靜電力變?yōu)镕/4，則它們的距離應(yīng)當變?yōu)椋海ǎ〢．16rB．4rC．D．2r【答案】B關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實質(zhì)，下列說法正確的是：（）A．摩擦起電現(xiàn)象說明了機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷B．摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體C．感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到物體另一個部分D．感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上去了【答案】BC絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球，的表面鍍有鋁膜；在的近旁有絕緣金屬球，開始時，都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使帶電，則（）A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用B．b將吸引a，吸住后不放開C．b立即把a排斥開D．b先吸引a，接觸后又把排斥開【答案】D如圖所示，當帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時，枕形導(dǎo)體上的電荷移動情況是：（）A．枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B端移動，負電荷不移動B．枕形金屬導(dǎo)體上的帶負電的電子向A端移動，正電荷不移動C．枕形金屬導(dǎo)體上的正、負電荷同時分別向B端和A端移動D．枕形金屬導(dǎo)體上的正、負電荷同時分別向A端和B端移動【答案】B

關(guān)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【答案】A關(guān)于庫侖定律的公式，下列說法中正確的是：（）A．當真空中的兩個點電荷間的距離r→∞時，它們之間的靜電力F→0B．當真空中的兩個點電荷間的距離r→0時，它們之間的靜電力F→∞C．當兩個點電荷之間的距離r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了D．當兩個點電荷之間的距離r→0時，電荷不能看成是點電荷，庫侖定律的公式不適用了【答案】AD兩個點電荷A和B距離恒定，當其它點電荷移到A、B附近時，A、B之間的庫侖力將：（）A．可能變大B．可能變小C．一定不變D．不能確定【答案】C兩個相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1∶3，相距為r時相互作用的庫侖力的大小為F，今使兩小球接觸后再分開放到相距為2r處，則此時庫侖力的大小為：A．B．C．D．【答案】AD如圖所示，兩個金屬小球的半徑均為a，兩球心相距d，如果它們帶等量同種電荷Q，則它們之間的相互作用力為：（）A．大于B．等于C．小于D．無法確定【答案】C三個點電荷在真空中依次排成一條直線，與間的距離為與間距離的倍，若三個點電荷只受庫侖力作用均處于平衡狀態(tài)，則為（）A． B．C． D．【答案】A

考試真題考試真題（2014東城期末）已知兩個質(zhì)點相距為r時，它們之間的萬有引力大小為F。若只將它們之間的距離變?yōu)?r，則它們之間的萬有引力大小為（）A．4FB．2FC．FD．F【答案】C（2014海淀期末）如圖2所示，取一對用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸，起初它們不帶電，分別貼在導(dǎo)體A、B下部的金屬箔均是閉合的。下列關(guān)于實驗現(xiàn)象描述中正確的是（）圖圖2ABC++金屬箔A．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A穩(wěn)定后，A、B下部的金屬箔都會張開B．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A穩(wěn)定后，只有A下部的金屬箔張開C．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后，再把B向右移動稍許使其與A分開，穩(wěn)定后A、B下部的 金屬箔都還是張開的D．把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后，再把B向右移動稍許使其與A分開，穩(wěn)定后A、B下部的 金屬箔都閉合【答案】AC

-q1P-q2O+Q（2013一模）如圖所示，某點O處固定一點電荷+Q，一電荷量為-q1的點電荷以O(shè)為圓心做勻速圓周運動，另一電荷量為-q2的點電荷以O(shè)為焦點沿橢圓軌道運動，兩軌道相切于P點。兩個運動電荷的質(zhì)量相等，它們之間的靜電引力和萬有引力均忽略不計，且q1>q2。當-q1、-q2經(jīng)過P點時速度大小分別為v1、v-q1P-q2O+QA．a(chǎn)1=a2B．a(chǎn)1<a2C．v1=v2D．v1>v2【答案】D

物理名人物理名人富蘭克林本杰明·富蘭克林（BenjaminFranklin）是18世紀美國的實業(yè)家、科學(xué)家、社會活動家、思想家、文學(xué)家和外交家．他是美國歷史上第一位享有國際聲譽的科學(xué)家和發(fā)明家，在很多領(lǐng)域都做出了杰出的貢獻．下面我們就通過他取得的一些成就來了解一下這位18世紀的科學(xué)家和發(fā)明家．放電實驗富蘭克林通過一個簡單的放電實驗，取得了他在靜電學(xué)中的第一個重要發(fā)現(xiàn)．他讓A、B兩人分別站在木箱上，用萊頓瓶使他們分別帶上玻璃電和松香電，又讓A、B向站在地上的第三個人C放電，結(jié)果都有火花閃現(xiàn)．但是如果A、B帶電后先互相握手，再向C放電，結(jié)果都沒有火花閃現(xiàn)．富蘭克林由此發(fā)現(xiàn)玻璃電、松香電可以互相抵消，于是總結(jié)出電荷有兩類，他把玻璃電叫做正電，把松香電叫做負電，分別用"+"、"-"符號來表示．并提出了電的單流體學(xué)說，他認為：每個物體都有一定量的電，電只有一種；摩擦不能創(chuàng)造出電，只是使電從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，它們的總電量不變；物體上帶過量電的稱為帶正電，不足的稱為帶負電．由于這些概念的引入，使電成為可以定量的物理量了．富蘭克林在歷史上第一個科學(xué)地用正電、負電概念表示電荷性質(zhì)，并提出電荷不能創(chuàng)生，也不能消滅的思想．后人在他的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律．風(fēng)箏實驗18世紀40年代，當時的人們知道萊頓瓶，知道怎樣將電儲存在那里面，知道會產(chǎn)生電擊，但卻不知道電到底是什么，電擊又是如何發(fā)生的．富蘭克林試圖通過實驗確立電力的工作原理，尋找存儲電力和應(yīng)用電力的方法．他最早提出了電流的理論，認為電會沿著導(dǎo)體從正極流動到負極．在1749年到1751年間，富蘭克林仔細觀察和研究了雷、閃電和云的形成，提出了云中的閃電和摩擦所產(chǎn)生的電性質(zhì)相同的推測．1752年他在費城進行了震動世界的電風(fēng)箏實驗：在天空烏云密布時，富蘭克林和兒子威廉做了只風(fēng)箏放到空中．很快富蘭克林就注意到牽引風(fēng)箏的線繩開始分裂，這說明有電荷產(chǎn)生．于是他在牽引線上掛了把鑰匙，摩擦指關(guān)節(jié)后與鑰匙接觸，結(jié)果火花出現(xiàn)了，這證明閃電實際上就是大量的靜電，由此證明了他所提出的"閃電和靜電的同一性"的設(shè)想．富蘭克林的理論后來被法國人證實，這奠定了他的科學(xué)家地位．從此，人類歷史上誕生了一句名言，描繪他的這一成就，“他從天空抓到了雷電，從專制統(tǒng)治者手中奪回了權(quán)力”．根據(jù)這一理論和他對尖端接地導(dǎo)體放電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，富蘭克林提出了關(guān)于避雷針的建議．他精心設(shè)計了避雷針的大小、地面設(shè)備的類型以及如何將其與建筑物連接，直到今天避雷針仍基本保持了他當年的設(shè)計．避雷針首先于1852年在法國馬利大學(xué)得到應(yīng)用，避雷針的發(fā)明不僅可以防止閃電所招致的嚴重危害，同時也破除了迷信，揭示了自然力的真實性質(zhì)．

玻璃琴1763年富蘭克林發(fā)明了一種樂器——玻璃琴，它是一組放至于水平紡錘中的玻璃器皿，經(jīng)由演奏者的腳踏瓣使紡錘中充滿水，再經(jīng)由手指精巧的摩擦而發(fā)出聲音．曾經(jīng)為這種樂器寫作曲子，或是在樂曲中使用這種樂器的作曲家并不多，但是幾乎包含了整個音樂的世界，除了莫扎特，賴夏德，羅利格，舒茲，瑙曼外，貝多芬與理查德·史特勞斯亦曾在作品中用到這項樂器．它就像"阿貝鳩尼琴"一般，愛樂者僅能就有限的曲子來懷念它優(yōu)美而神秘的身影.玻璃琴如空谷回響般的飄邈琴音，鶴立在傳統(tǒng)古典樂器中，它的奇特與精致令人感覺意猶未盡．其它科學(xué)貢獻富蘭克林的研究范圍極廣，在數(shù)學(xué)上，他創(chuàng)造了8次和16次幻方，這兩個幻方性質(zhì)特殊，變化復(fù)雜，至今仍為學(xué)者稱道．熱學(xué)方面，他改良了取暖的爐子，能夠節(jié)省四分之三的燃料．光學(xué)方面，他發(fā)明了老年人用的雙焦距眼鏡，即能看清楚近處又能看清楚遠處的事物．他發(fā)明了搖椅，避雷針，電輪（電動機的雛形），還改進了路燈．發(fā)現(xiàn)了墨西哥灣的海流．制定了新聞傳播法．最先繪制暴風(fēng)雨推移圖．發(fā)現(xiàn)人們呼出氣體的有害性．最先解釋清楚北極光．被稱為近代牙科醫(yī)術(shù)之父．最先組織了消防廳．創(chuàng)立了近代的郵信制度．創(chuàng)立了議員的近代選舉法．發(fā)現(xiàn)了感冒的原因．發(fā)明了顆粒肥料．設(shè)計出夏天穿的白色亞麻服裝，設(shè)計了最早的游泳眼鏡和蛙蹼．此外，他對氣象、地質(zhì)、聲學(xué)及海洋航行等方面都有研究，并取得了不少成就．電場強度及電場力電場強度及電場力知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)無形的繩子

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫倫定律來計算真空中點電荷的電場力，我們知道真空中兩個點電荷相距越遠時他們之間的相互作用力越小，但是他們之間的力是如何通過真空傳遞的呢？．

甲同學(xué)和乙同學(xué)考試時相互抄襲，被可惡的監(jiān)考老師抓到了，命令他們考完試后一起去辦公室一趟接受高尚品德的再教育，甲同學(xué)對乙同學(xué)說：“兄弟，這回咱倆可是一條繩上的螞蚱，誰也跑不了！”物理上，我們不需要知道這句話是什么樣的修辭手法，我們只需要去感知一下，其實并沒有真正的繩子把他們拴在一起，而是某種無形的東西把他們拴在一塊兒的。我們類比一下，真空中的兩個電荷之間也并沒有繩子把他們拴在一起，同樣也是一種看不見的東西把他們聯(lián)系在一起的，這不是科幻創(chuàng)作，那么科學(xué)家們是如何描述這跟繩子的呢？這跟繩子到底是不是真實存在的呢？它又會有怎樣的特點呢？

知識講解知識講解一、電場強度（一）電場定義：電場是在電荷周圍存在的一種，它是傳遞電荷間的．電場是客觀存在的一種物質(zhì)，并非由分子、原子組成．基本性質(zhì)：對放入其中的有的作用，此力稱為．電荷間的相互作用是通過發(fā)生的．（二）電場強度試探電荷：作為試探電荷的電荷量應(yīng)該充分，放入之后，不致影響原來要研究的．體積充分，便于研究電場中各點的情況．電場強度定義：放入電場中某一點的電荷受到的跟的叫做該點的電場強度．公式：單位：或V/m.物理意義：是描述電場性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的電場力無關(guān)．公式是電場強度的定義式，適用于一切電場，但和無法決定的大小，所以不能說，．定義式僅告訴我們一種測量電場強度的方法．電場中某一點的電場強度是的，它與無關(guān)，它決定于及．（3）電場強度是矢量，規(guī)定電場中某點的場強方向跟正電荷在該點受到的電場力的方向相同；負電荷在電場中受到的的方向跟該點的場強方向相反．點電荷的電場強度（1）場源電荷與試探電荷相距，則它們相互間的庫侖力，所以電荷處的電場強度為．（為真空中的點電荷的，為該點到點電荷的，適用于真空中的．）方向：若為電荷，場強方向沿和該點的連線并指向該點；若為電荷，場強方向沿與該點的連線指向．（2）說明：由于庫侖定律只適用于點電荷的電場，因而也只適用于真空中的點電荷的電場，而定義式適用于電場．二、電場的疊加兩個（或兩個以上）的點電荷在真空中同時存在時，空間某點的場強等于各點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強、的．，可根據(jù)矢量運算的法則，求出該點的場強．（1）同一直線上的兩個場強、的疊加若兩個場強的方向相同，則合場強的方向與它們的方向，合場強的大小等于和的大小之和；若兩個場強的方向相反，則合場強的大小等于和之差的，方向跟數(shù)值大的場強方向相同．（2）不在同一直線上的兩個場強的疊加，用平行四邊形定則求合場強．三、電場線1.電場線：為了形象地描述電場的、而引入的假想曲線.（不是電荷的運動軌跡）2.電場線的性質(zhì)（1）電場線越密的地方，電場強度越；越稀的地方，電場強度越．（2）電場線上各點的方向與該點處的相同．（3）電場線從正電荷出發(fā)到負電荷終止，任兩條電場線不，也不．（4）沿電場線方向電勢降落．（5）電場線與等勢面垂直．（后兩點可在學(xué)完電勢、等勢面之后再總結(jié)）3.勻強電場：電場中各點的場強大小和方向都相同的電場叫，勻強電場中的電場線是、的直線.電荷在勻強電場中受到的電場力的和都不變，即受到的是恒力，若只受電場力，電荷在勻強電場中將做運動，軌跡是或者.4.幾種典型電場的電場線分布（1）點電荷的電場如圖甲所示：由出發(fā)，到終止．（2）點電荷的電場如圖乙所示：由出發(fā)到終止．

說明：點電荷產(chǎn)生的電場a.離點電荷越近，電場線越，場強越．b.在點電荷形成的電場中，不存在場強相同的點．c.若以點電荷為球心作一個球面，電場線處處與球面，在此球面上場強處處相等，各不相同．（3）點電荷形成的電場中的電場線的分布情況如圖甲所示，其特點有：a.兩點電荷連線上的各點場強的方向從正電荷指向負電荷，沿電場線方向場強先變再變．b.兩點電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場線均相同，即均相同，且總與中垂面（中垂線）．．在中垂面（中垂線）上，與兩點電荷連線的中點等距離的各點的．（4）等量同種點電荷形成的電場中的電場線的分布情況如圖乙所示，其特點是：．兩點電荷連線中點處場強為，此處無．．兩點電荷連線中點附近的電場線非常，但場強并不為零．．從兩點電荷連線中點沿中垂面（中垂線）到無限遠，電場線先變密后變疏，即場強先變后變．（5）勻強電場及點電荷與帶電平板間的電場線分布（如右圖所示）難點探究難點探究電場、電場強度、電場線的區(qū)別電場是電荷周圍真是存在但又看不見摸不著的。電場強度的大小與電場力及檢驗電荷均無關(guān)系，只與場源電荷和位置有關(guān)。電場線是為了描述大小和方向引入的主觀畫出的線。例題精講例題精講由電場強度的定義E=F/q可知（）A．E和F成正比，F(xiàn)越大E越大B．E和q成反比，q越大E越小C．E的方向與F的方向相同D．E的大小可由F/q確定在電場中某點放一試探電荷，電荷量為，試探電荷受到的電場力為，則該點電場強度為，那么下列說法正確的是（）A．若移去試探電荷，該點的電場強度就變?yōu)榱鉈．若在該點放一個電荷量為的試探電荷，該點的場強就變?yōu)镃．若在該點放一個電荷量為的試探電荷，該點的場強大小仍為，但場強的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较駾．若在該點放一個電荷量為的試探電荷，則該點的場強大小仍為，場強的方向還是原來的場強方向A為已知電場中的一個固定點，在A點放一電量為q的電荷，所受電場力為F，A點的電場強度為E，則（）A．若在A點換上–q，A點的電場強度將發(fā)生變化B．若在A點換上電量為2q的電荷，A點的電場強度將變?yōu)?EC．若A點移去電荷q，A點的電場強度變?yōu)榱鉊．A點電場強度的大小、方向與q的大小、正負、有無均無關(guān)如圖是表示在一個電場中的四點分別引入檢驗電荷時，測得的檢驗電荷的電荷量跟它所受電場力的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下列敘述正確的是（）A．這個電場是勻強電場B．四點的場強大小關(guān)系是C．四點的場強大小關(guān)系是D．無法確定這四個點的場強大小關(guān)系在電場中畫出一系列的從出發(fā)到終止的曲線，使曲線上每一點的方向都跟該點場強方向一致，這些曲線就叫做電場線.電場線的密稀表示場強的.在電場的某一區(qū)域，如果場強的和都相同，這個區(qū)域的電場叫勻強電場.如圖所示各電場中，兩點電場強度相等的是（）如圖是點電荷周圍的電場線，以下判斷正確的是（）A．是正電荷，點的電場強度大于點的電場強度B．是正電荷，點的電場強度小于點的電場強度C．是負電荷，點的電場強度大于點的電場強度D．是負電荷，點的電場強度小于點的電場強度一帶正電的粒子，在某一電場中由靜止釋放后，只在電場力的作用下開始運動，其速度時間圖象如圖，則該電場的電場線分布圖可能是圖中的（）由電場強度的定義E=F/q可知（）A．這個定義只適于點電荷電場B．式中的F是放入電場中的電荷所受的電場力，q是電荷所帶的電荷量C．式中的F是放入電場中的電荷所受的電場力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量D．庫侖定律中，是點電荷產(chǎn)生的電場在所在處的場強大小下列情況中，A、B兩點的電場強度矢量相等的是（）A．與孤立正點電荷距離相等的A、B兩點B．與孤立負點電荷距離相等的A、B兩點C．兩個等量異種點電荷連線的中垂線上，與兩點電荷的連線距離相等的A、B兩點D．兩個等量同種點電荷連線的中垂線上，與兩點電荷的連線距離相等的A、B兩點在點電荷Q形成的電場中，已測出A點場強為100N/C，C點場強為36N/C，B點為A、C兩點連線的中點（如圖所示），那么B點的場強為______在真空中點放一個點電荷，直線通過點，的距離，點放一個點電荷，如圖所示．（1）求在點受到的作用力（2）點的場強（3）拿走后點的場強（4）兩點的場強哪點大？（5）如果把換成的點電荷，情況如何？如圖所示，真空中帶電荷量分別為和的點電荷相距，則：（1）兩點電荷連線的中點的場強多大？（2）距兩點都為的點的場強如何？正電荷位于如圖所示的坐標原點，另一負電荷放在何處才能使（，）點的電場強度為零（）A．位于軸上， B．位于軸上，C．位于軸上， D．可以不在軸上在軸上有兩個點電荷，一個帶正電，一個帶負電，且．用和分別表示兩個點電荷產(chǎn)生的場強的大小，則在軸上（）A．的點只有一處，該處的合場強為零B．的點共有兩處，一處的合場強為零，另一處的合場強為C．的點共有三處，兩處的合場強為零，另一處的合場強為D．的點共有三處，一處的合場強為零，另兩處的合場強為如圖所示，兩根長為l的絲線下端懸掛一質(zhì)量為m，帶電量分別為+Q和－Q的小球A和B，處于場強為E，方向水平向左的勻強電場之中，使長度也為l的連線AB拉緊，并使小球處于靜止狀態(tài).求E的大小滿足什么條件才能實現(xiàn)上述平衡狀態(tài).如圖所示，一條長為L的細線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于一勻強電場中，電場強度大小為E，方向水平向右，已知細線離開豎直位置的偏角為α?xí)r，小球處于平衡.（1）小球帶何種電荷？求出小球所帶電量.（2）如果使細線的偏角內(nèi)α增大到φ，然后將小球由靜止釋放，則φ為多大才能使在細線到達豎直位置時，小球的速度剛好為零.如圖所示，光滑絕緣水平面上帶異號電荷的小球，它們一起在水平向右的勻強電場中向右做勻加速運動，且保持相對靜止．設(shè)小球的帶電量大小為，小球的帶電量大小為，下列判斷正確的是（）A．小球帶正電，小球帶負電，且B．小球帶正電，小球帶負電，且C．小球帶負電，小球帶正電，且D．小球帶負電，小球帶正電，且

知識總結(jié)知識總結(jié)一、電場強度（一）電場電場是在電荷周圍存在的一種物質(zhì)，它是傳遞電荷間相互作用的．電場對放入其中的電荷有力的作用，此力稱為電場力．電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的．（二）電場強度放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟電荷量的比值叫做該點的電場強度．是描述電場力性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的電場力無關(guān)．二、電場的疊加兩個（或兩個以上）的點電荷在真空中同時存在時，空間某點的場強等于各點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強、的矢量和．，可根據(jù)矢量運算的法則，求出該點的場強．三、電場線（一）電場線為了形象地描述電場的大小、方向而引入的假想曲線.（不是電荷的運動軌跡）（1）電場線越密的地方，電場強度越大；越稀的地方，電場強度越?。?）電場線上各點的切線方向與該點處的場強方向相同．（3）電場線從正電荷出發(fā)到負電荷終止，任兩條電場線不相交，也不相切．（4）沿電場線方向電勢降落．（5）電場線與等勢面垂直．（二）幾種典型電場的電場線分布（1）正點電荷的電場：由正電荷出發(fā)，到無窮遠處終止．（2）負點電荷的電場：由無窮遠處出發(fā)到負電荷終止．（3）等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布（4）等量同種點電荷形成的電場中的電場線分布（5）勻強電場及點電荷與帶電平板間的電場線分布

課后鞏固課后鞏固電場中A、B、C三點的電場強度分別為：EA=－5、EB=4、EC=－1，則這三點的電場由強到弱的順序是（）A．ABCB．BCAC．CABD．ACB如圖所示為一條電場線．下列說法中正確的是（）A．一定大于B．因電場線是直線，所以是勻強電場，故有C．點電場方向一定由指向D．兩點場強方向不能確定如圖所示，四個電場線圖，一正電荷在電場中由P到Q做加速運動且加速度越來越大，那么它是在哪個圖示電場中運動.()如圖所示，在真空中相距為的A、B兩點分別放置電量大小均為Q的正負點電荷，那么在離A、B兩點距離都等于的點的電場強度方向為___________，該點的場強大小為___________.如圖所示是電場中某點的電場強度與放在該點處的試探電荷及所受電場力之間的函數(shù)關(guān)系圖象，其中正確的是（）如圖（a）中是一個點電荷電場中的電場線，圖（b）則是放在電場線上處的檢驗電荷的電荷量與所受電場力數(shù)量間的函數(shù)圖線．由此可以判定（）A．場源是正電荷，位于點B．場源是正電荷，位于點C．場源是負電荷，位于點D．場源是負電荷，位于點如圖甲所示，是電場中的一條電場線，一帶正電粒子沿直線從運動到的圖象如圖乙所示，則關(guān)亍兩點的電場強度和的下列說法正確的是（）A．，電場方向從向B．，電場方向從向C．，電場方向從向D．無法確定對于由點電荷Q產(chǎn)生的電場，下列說法正確的是（）A．電場強度的表達式仍成立，即，式中的Q就是產(chǎn)生電場的點電荷所帶電量B．在真空中，點電荷產(chǎn)生電場強度的表達式為，Q是產(chǎn)生電場的點電荷所帶電量C．在真空中E=，式中Q是試探電荷D．上述說法都不對點電荷電荷量為，在其電場中的點放置另一電荷量為的試探電荷，下面關(guān)于點場強的判斷正確的是（）A．若將的電荷量加倍，則點的場強加倍B．若將的電荷量加倍，則點的場強加倍C．若改變的電性，則點的場強反向D．若改變的電性，則點的場強反向如圖所示，真空中有四點在一條直線上，，如只在點放一電荷量為的點電荷時，點的場強為，若再將等量異號的點電荷放在點，則（）A．點的場強為，方向水平向右B．點的場強為，方向水平向右C．段的中點場強為零D．兩點的場強相同如圖所示，在兩點上放置兩個點電荷，它們的電荷量分別為，是連接兩點的直線，是直線上的一點，下列哪種情況下點的場強可能為零（）A．都是正電荷，且B．是正電荷，是負電荷，且C．是負電荷，是正電荷，且D．都是負電荷，且兩個質(zhì)量相同的小球用不可伸長的細線連結(jié)，置于場強為的勻強電場中，小球1和2均帶正電．電荷量分別為和（）．將細線拉直并使之與電場方向平行，如圖所示，若將兩小球同時從靜止狀態(tài)釋放，則釋放后細線中的張力為（不計重力及兩小球間的庫侖力）（）A． B． C． D．考試真題考試真題CAB圖1（海淀高三期末）某電場的分布如圖1所示，帶箭頭的實線為電場線，虛線為等勢面。A、B、C三點的電場強度分別為EA、EB、EC，關(guān)于這三點的電場強度的關(guān)系，下列判斷中正確的是CAB圖1A．EA<EBB．EA>EBC．Ec>EBD．EA=EC（西城高三期末）如圖所示，電場中一正離子只受電場力作用從A點運動到B點。離子在A點的速度大小為v0，速度方向與電場方向相同。能定性反映該離子從A點到B點運動情況的速度—時間（v-t）圖象是（）AABv0EA．tOvtOvsB．vtOtOC．v0v0v0v0vsD．（海淀高三期末）如圖6所示，在沿水平方向的勻強電場中，有a、b兩點，已知a、b兩點在同一豎直面但在不同的電場線上。一個帶電小球在電場力和重力的作用下由a點運動到b點，在這一運動過程中，下面的判斷中正確的是（）abEabE圖6B．該帶電小球運動的軌跡一定是直線C．該帶電小球做的一定是勻變速運動D．該帶電小球在a點的速度可能為零

物理名人物理名人密立根羅伯特·安德魯·密立根(RobertAndrewsMillikan,1868～1953)，美國實驗物理學(xué)家，以其實驗的精確而著名，著名的實驗有：油滴實驗測元電荷．油滴實驗1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子的存在后，人們進行了多次嘗試，以精確確定它的性質(zhì)．湯姆生又測量了這種基本粒子的比荷（荷質(zhì)比），證實了這個比值是唯一的．許多科學(xué)家為測量電子的電荷量進行了大量的實驗探索工作．電子電荷的精確數(shù)值最早是美國科學(xué)家密立根于1913年用實驗測得的．從1907年一開始，他致力于改進威耳遜云霧室中對α粒子電荷的測量甚有成效，得到盧瑟福的肯定．盧瑟福建議他努力防止水滴蒸發(fā)．1909年，當他準備好條件使帶電云霧在重力與電場力平衡下把電壓加到10000伏時，他發(fā)現(xiàn)的是云層消散后“有幾顆水滴留在機場中”，從而創(chuàng)造出測量電子電荷的平衡水珠法、平衡油滑法，但有人攻擊他得到的只是平均值而不是元電荷．1910年，他第三次作了改進，使油滴可以在電場力與重力平衡時上上下下地運動，而且在受到照射時還可看到因電量改變而致的油滴突然變化，從而求出電荷量改變的差值；1913年，他得到電子電荷的數(shù)值：，這樣，就從實驗上確證了元電荷的存在．他測的精確值最終結(jié)束了關(guān)于對電子離散性的爭論，并使許多物理常數(shù)的計算獲得較高的精度．元素火花光譜學(xué)密立根他還對電子在強電場作用下逸出金屬表面進行了實驗研究．他還從事元素火花光譜學(xué)的研究工作，測量了紫外線與X射線之間的光譜區(qū)，發(fā)現(xiàn)了近1000條譜線，波長直到）使紫外光譜遠超出了當時已知的范圍．他對x射線譜的分析工作，導(dǎo)致了烏倫貝克（G．E．Uhlenbeek1900～1974）等人在1925年提出電子自旋理論．

宇宙射線他在宇宙線方面也做過大量的研究．他提出了“宇宙線”這個名稱．研究了宇宙粒子的軌道及其曲率，發(fā)現(xiàn)了宇宙線中的“α粒子、高速電子、質(zhì)子、中子、正電子和V量子．改變了過去“宇宙線是光子”的觀念．尤其是他用強磁場中的云室對宇宙線進行實驗研究，導(dǎo)致他的學(xué)生安德森在1932年發(fā)現(xiàn)正電子．精確測定普朗克常量他的求實、嚴謹細致，富有創(chuàng)造性的實驗作風(fēng)也成為物理界的楷模，與此同時，他還致力于光電效應(yīng)的研究經(jīng)過細心認真的觀測，1916年，他的實驗結(jié)果完全肯定了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且測出了當時最精確的普朗克常量h的值．由于上述工作，密立根贏得1923年度諾貝爾物理學(xué)獎．1921年起，密立根任教于加利福尼亞理工學(xué)院，他的努力有助于使該校成為世界上最著名的科學(xué)中心之一．1953年12月19在加利福尼亞的帕薩迪納逝世．電場強度及電場力電場強度及電場力知識引導(dǎo)知識引導(dǎo)無形的繩子

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫倫定律來計算真空中點電荷的電場力，我們知道真空中兩個點電荷相距越遠時他們之間的相互作用力越小，但是他們之間的力是如何通過真空傳遞的呢？．

甲同學(xué)和乙同學(xué)考試時相互抄襲，被可惡的監(jiān)考老師抓到了，命令他們考完試后一起去辦公室一趟接受高尚品德的再教育，甲同學(xué)對乙同學(xué)說：“兄弟，這回咱倆可是一條繩上的螞蚱，誰也跑不了！”物理上，我們不需要知道這句話是什么樣的修辭手法，我們只需要去感知一下，其實并沒有真正的繩子把他們拴在一起，而是某種無形的東西把他們拴在一塊兒的。我們類比一下，真空中的兩個電荷之間也并沒有繩子把他們拴在一起，同樣也是一種看不見的東西把他們聯(lián)系在一起的，這不是科幻創(chuàng)作，那么科學(xué)家們是如何描述這跟繩子的呢？這跟繩子到底是不是真實存在的呢？它又會有怎樣的特點呢？

知識講解知識講解一、電場強度（一）電場定義：電場是在電荷周圍存在的一種物質(zhì)，它是傳遞電荷間相互作用的．電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)，并非由分子、原子組成．基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用，此力稱為電場力．電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的．（二）電場強度試探電荷：作為試探電荷的電荷量應(yīng)該充分小，放入之后，不致影響原來要研究的電場．體積充分小，便于研究電場中各點的情況．電場強度定義：放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟電荷量的比值叫做該點的電場強度．公式：，單位：N/C或V/m.物理意義：是描述電場力性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的電場力無關(guān)．公式是電場強度的定義式，適用于一切電場，但和無法決定電場強度的大小，所以不能說，．定義式僅告訴我們一種測量電場強度的方法．電場中某一點的電場強度是唯一的，它與試探電荷無關(guān)，它決定于形成電場的電荷及空間位置．（3）電場強度是矢量，規(guī)定電場中某點的場強方向跟正電荷在該點受到的電場力的方向相同；負電荷在電場中受到的電場力的方向跟該點的場強方向相反．點電荷的電場強度（1）場源電荷與試探電荷相距，則它們相互間的庫侖力，所以電荷處的電場強度為．（為真空中的點電荷的帶電量，為該點到點電荷的距離，適用于真空中的點電荷．）方向：若為正電荷，場強方向沿和該點的連線并指向該點；若為負電荷，場強方向沿與該點的連線指向．（2）說明：由于庫侖定律只適用于點電荷的電場，因而也只適用于真空中的點電荷的電場，而定義式適用于任何電場．二、電場的疊加兩個（或兩個以上）的點電荷在真空中同時存在時，空間某點的場強等于各點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強、的矢量和．，可根據(jù)矢量運算的法則，求出該點的場強．（1）同一直線上的兩個場強、的疊加若兩個場強的方向相同，則合場強的方向與它們的方向相同，合場強的大小等于和的大小之和；若兩個場強的方向相反，則合場強的大小等于和之差的絕對值，方向跟數(shù)值大的場強方向相同．（2）不在同一直線上的兩個場強的疊加，用平行四邊形定則求合場強．三、電場線1.電場線：為了形象地描述電場的大小、方向而引入的