專(zhuān)題一深刻理解電荷守恒定律和庫(kù)侖定律.ppt

1、第十一章 電場(chǎng),專(zhuān)題分析,專(zhuān)題一 深刻理解庫(kù)侖定律和電荷守恒定律,條件：真空中點(diǎn)電荷,方向：在兩點(diǎn)電荷的連線(xiàn)上，同斥異吸.,電荷間的相互作用力為一對(duì)作用力和反作用力，遵循牛頓第三定律.它們等大、反向、共線(xiàn),這跟兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶電量是否相等無(wú)關(guān).,三要素,合成分解時(shí)遵從平行四邊形法則，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度.,作用點(diǎn):分別作用在兩個(gè)點(diǎn)電荷上.,力的共性,該定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲇门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，其方法與卡文迪許的扭秤實(shí)驗(yàn)有驚人的相似.庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律又是一個(gè)驚人相似,專(zhuān)題一 庫(kù)侖定律和電荷守恒定律的理解,1. 庫(kù)侖定律,2.電荷守恒定律,一個(gè)物體,另一個(gè)物體,物體的一部分,物

2、體另一部分,電子,轉(zhuǎn)移,電子,轉(zhuǎn)移,三種起電,使物體帶電的方法及實(shí)質(zhì),a.摩擦起電,c.感應(yīng)起電,b.接觸起電,系統(tǒng)的電荷總量保持不變,電荷守恒定律,兩個(gè)完全相同的金屬小球接觸時(shí)的電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和,后平分;原帶同種電荷的總電量平分.”然后利用庫(kù)侖定律求解.注意絕緣體帶電球是不能中和的.,1.（2007年上海盧灣區(qū)模擬題）如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為L(zhǎng)，為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，使其電量的絕對(duì)值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F1和庫(kù)侖力F2分別為（ ）,C,注意庫(kù)

3、侖定律的適用條件.真理是相對(duì)的.,兩球帶同(異)種電荷時(shí),由于電荷的相互作用,使兩球電荷中心距離大(小)于兩球心距離.,2.（2009年江蘇物理卷1）兩個(gè)分別帶有電荷量Q和+3Q的相同金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷），固定在相距為r的兩處，它們間庫(kù)侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閞/2，則兩球間庫(kù)侖力的大小為（ ） AF/12 B3F/4 C4F/3 D12F,C,帶異種電荷的兩個(gè)完全相同的金屬小球接觸后，電量先中和,后平分,3.（2004年天津理綜卷17）中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為+2e/3的上夸克和兩個(gè)電荷量為 - e/3的下夸克，一簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖1所

4、示。圖2給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是 （ ）,B,解析：下夸克受F1和F2作用，將F2正交分解可知，F(xiàn)2的水平分量與F1大小相等，因此其合力方向豎直向上?？膳懦鼳、C、D選項(xiàng)。,4有兩個(gè)帶電小球，電量分別為Q和9Q，在真空中相距0.4m.如果引進(jìn)第三個(gè)帶電小球，正好使三個(gè)小球都處于平衡狀態(tài)，第三個(gè)小球帶的是哪種電荷？應(yīng)放在什么地方？電量是Q的幾倍？,由此第三個(gè)小球帶負(fù)電,應(yīng)放在Q和9Q的連線(xiàn)上，且距Q為0.1m處,，電量為Q的9/16倍,由解出x=d/4=0.1m 代入(1)解出q=9Q/16,x,解：對(duì)三個(gè)小球進(jìn)行受力分析，對(duì)A、C小球根據(jù)平衡條件有,“三點(diǎn)共線(xiàn),兩同

5、夾異, 兩大夾小,近小遠(yuǎn)大”.,5.（2009年浙江理綜卷16）如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長(zhǎng)度為l，已知靜電力常量為k ，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長(zhǎng)為（ ） A. B. C. D.,C,6.（1995年上海物理卷7）一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為Q的電荷，另一電量為q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對(duì)稱(chēng)性，點(diǎn)電荷受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)的一個(gè)小圓孔，求此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為_(kāi),（已知靜電引力恒量為k）方向_,答案 : 由球心指向小

6、孔中心,解析：利用對(duì)稱(chēng)性和填補(bǔ)法,將小圓孔帶的電荷看成點(diǎn)電荷,它所帶電量為r2Q/4R2,它對(duì)球心處點(diǎn)電荷q的作用力與剩下部分對(duì)點(diǎn)電荷q的作用力等大、反向、共線(xiàn).,關(guān)鍵詞 填補(bǔ) 對(duì)稱(chēng) 等效替換,整體法:整個(gè)球殼上的電荷對(duì)球心處點(diǎn)電荷的靜電力為零; 隔離法:挖去部分和剩下部分對(duì)球心處點(diǎn)電荷靜電力二力平衡.,rR的含義補(bǔ)上電荷可以看成點(diǎn)電荷補(bǔ)上曲面可以看成平面對(duì)于挖補(bǔ)法注意電荷是面分布的還是線(xiàn)分布的，所給的電量Q是補(bǔ)上以前的電量還是補(bǔ)上以后的電量,7在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開(kāi)一個(gè)角度，如圖所示，則下面說(shuō)法中正確的是( )A鋅

7、板帶正電，指針帶負(fù)電B鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D鋅板帶負(fù)正電，指針帶負(fù)電,B,弧光燈照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子，鋅板及與它連在一起的驗(yàn)電器帶正電,思考：若用帶負(fù)電的小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器的指針張角如何變化？,減小,物體帶電的實(shí)質(zhì)就是電子的得失或轉(zhuǎn)移的過(guò)程，不是產(chǎn)生電荷，得到電子帶負(fù)電，失去電子帶正電,8.甲球帶有4.81016 C的正電荷，乙球帶有3.21016 C的負(fù)電荷，放在真空中相距為10cm的地方，甲、乙兩球的半徑遠(yuǎn)小于10 cm(1)試求兩球之間的庫(kù)侖力，并說(shuō)明是引力還是斥力(2)將兩個(gè)導(dǎo)體球相互接觸再放回原處，其作用力多大？是斥力還是引力？,(1)1.41019 N , 引力.（2）無(wú)法確定,斥力.,真理是相對(duì)的.一定要注意物理規(guī)律的適用條件.,兩個(gè)完全相同的金屬小球接觸時(shí)的電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和,后平分;原帶同種電荷的總電量平分.”然后利用庫(kù)侖定律求解.注意絕緣體帶電球是不能中和的.,9.有三個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定 ，相距r，然后讓C球反復(fù)與A、B球多次接觸，最后移去C球，試問(wèn)A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？,4/7,解：最