高中物理库仑定律与电场强度问题突破教科版选修3-1知识精讲.doc

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1、高二物理库仑定律与电场强度问题突破教科版【本讲教育信息】一.教学内容：库仑定律与电场强度问题突破二.学习目标：1、理解库仑定律的内容，能够灵活运用库仑定律解决相关问题。2、掌握电场强度的求解方法及场强的叠加问题的分析方法和思路。3、掌握电场力作用下的平衡问题的分析思路。三.考点分析：本节内容是高考的热点，在近几年的高考中，库仑定律及电场强度的考查主要是通过选择题的形式出现，同时在高考中也可以把这些基本的概念与牛顿定律、动能定理等力学问题有机的结合起来，组成难度较大的综合题。如2008年山东卷第21题、2008年广东文科基

2、础卷第57题、2007年上海卷第13题、宁夏卷第18题、重庆卷第16题、2006年上海卷第8题，均是以选择题形式出现的。1.电荷、电荷守恒定律（1）两种电荷自然界中只有两种电荷，即正电荷和负电荷。正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。注意：摩擦起电并不是创造了电荷，而是电荷在物体间的转移，在摩擦过程中，失去电子的物体带正电（如玻璃棒），得到电子的物体带负电（如橡胶棒）。（2）电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体

3、，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变，电荷守恒定律是自然科学中重要的守恒定律之一，运用电荷守恒定律分析问题时，要注意：①不受外界影响时，两外形完全相同的导体，接触后所带电荷量相等，外形不同的带电体相接触后，一般所带电荷量不相等。②两带异种电荷的导体相接触，则先发生正负电荷的中和，若有剩余的电荷，则进行重新分配。2.物体带电的实质及方式（1）物体带电的实质①物体是由原子组成的，而原子又是由原子核和核外电子构成的，我们知道，电子带负电、原子核带正电。②由原子组成的物体，若带有等量的正、负电荷，则

4、对外表现为不带电的状态，我们称物体呈电中性。③呈电中性的物体失去电子则带正电，得到电子则带负电，物体带电的实质就是电子的得失。（2）物体带电的三种方式：即摩擦起电、感应起电和接触带电。3.点电荷及元电荷（1）点电荷：用心爱心专心点电荷跟前面学过的质点、理想气体一样，是理想化的物理模型，实际并不存在。但实际的带电体满足一定条件即可看做点电荷。条件：带电体间的距离远大于带电体的尺寸。注意：点电荷具有相对意义，带电体的尺寸不一定很小，视具体问题而定。（2）元电荷（基本电荷）：电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量，实验指出，所有

5、带电体的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍，因此，电荷量e称为元电荷。电荷量e的数值最早由美国科学家密立根用实验测得的，现在测得的元电荷的精确值为：，通常可取作：。4.库仑定律库仑定律是指：真空中两个点电荷间相互作用的力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即。对此应注意：（1）库仑定律适用于真空中两点电荷间的相互作用，对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解，但我们可以用一组点电荷来替代实际的带电体，从而完成问题的求解。当两点电荷均静止或只发生一个电

6、荷的运动时，库仑定律适用：当两点电荷均运动时，库仑定律不适用。（2）公式中的k为静电力常量，其值由公式中各量的单位决定，在国际单位制中，k。（3）库仑力是矢量，在利用库仑定律进行计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力的方向。（4）当多个带电体同时存在时，每一带电体间的库仑力仍遵守库仑定律，某一带电体同时受到多个库仑力作用时，可利用力的平行四边形定则来求出其合力。（5）库仑定律表明，库仑力与距离的平方成反比，这与万有引力十分相似，显然目前尚不清楚两者是

7、否存在内在联系，但利用这一相似性，借助于类比方法，人们完成了许多问题的求解。题型1、库仑定律的理解与运用问题：例1.a、b两个点电荷，相距40cm，电荷量分别为和，且，都是正电荷；现引入点电荷c，这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态，试问：点电荷c的性质是什么？电荷量多大？它放在什么地方？解析：点电荷c应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡。由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c在a、b之间才有可能都平衡。设c与a相距x，则c、b相距（），如点电荷c的电荷量为，根据二力

8、平衡原理可列平衡方程：a平衡：。b平衡：，用心爱心专心c平衡：。显然，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解：（c在a、b连线上，与a相距，与b相距）。，即（、为正电荷，为负电荷）。变式1：如图（1）所示，有两个带有等量同种电荷的小球A和B，质量都是m，分别是悬于长度为l的悬线一端，若使B球固