第22講電荷及其守恒定律庫(kù)侖定律考情剖析（注：①考綱要求及變化中I代表了解和認(rèn)識(shí)，II代表理解和應(yīng)用；②命題難度中的A代表容易，B代表中等，C代表難）考查內(nèi)容考綱要求及變化考查年份考查形式考查詳情考試層級(jí)命題難度電荷、電荷守恒定律、點(diǎn)電荷I09單選考查應(yīng)用庫(kù)侖定律分析點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)力的相互作用和點(diǎn)電荷之間的相互作用的背景下電荷守恒定律的應(yīng)用非重點(diǎn)A庫(kù)侖定律I（由“n”變09單選考查應(yīng)用庫(kù)侖定律分非重點(diǎn)B

為“I”)析點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)力的相互作用和點(diǎn)電荷之間相互作用的背景下庫(kù)侖定律的應(yīng)用小結(jié)及預(yù)測(cè).小結(jié):電荷、電荷守恒定律、點(diǎn)電荷、庫(kù)侖定律以單選題的形式出現(xiàn)，側(cè)重考查點(diǎn)電荷之間的相互作用以及電荷守恒定律的應(yīng)用，只有09年后所考查..預(yù)測(cè)：預(yù)測(cè)14年后可能考查..復(fù)習(xí)建議：建

議復(fù)習(xí)時(shí)注意掌握電荷間相互作用力、電荷守恒定律及庫(kù)侖定律的應(yīng)用.知識(shí)網(wǎng)絡(luò)元電荷 點(diǎn)電荷內(nèi)容II適用條件I襄達(dá)式I基礎(chǔ)自測(cè)一、電荷電荷守恒定律1.電荷(1)兩種電荷：自然界中存在兩種電荷，它們分別為和.同種電荷互相,異種電荷互相.(2)電荷量： 電荷量是指物體所帶的多少.單位是,簡(jiǎn)稱,符號(hào)是,物體不帶電實(shí)質(zhì)是物體帶有等量的;物體帶電實(shí)質(zhì)是物體帶有不等量的正負(fù)電荷.(3)元電荷：電子所帶電荷量e=1.60X1019C,實(shí)驗(yàn)表明：所有帶電體的電荷量,因此電荷量e,稱為元電荷.(4)點(diǎn)電荷：如果帶電體間的距離比它們的大小大得多，以致帶電體的 對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì)，這樣的帶電體可以看成點(diǎn)電荷.說(shuō)明： 點(diǎn)電荷是理想化模型，實(shí)際不存在..物體帶電方法有三種：(1)；(2)；(3)..電荷守恒定律：電荷既不能,也不能,它只能從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體，或從物體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中 不變.二、庫(kù)侖定律.內(nèi)容：在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的作用力，跟它們的 成正比，跟它們的成反比，作用力的方向在它們的連線上..公式：..適用條件：(1);(2).重點(diǎn)闡述一、庫(kù)侖定律下點(diǎn)電荷平衡問(wèn)題點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題的分析方法與純力學(xué)平衡問(wèn)題的分析方法是相同的，只是在原來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了一個(gè)庫(kù)侖力或電場(chǎng)力， 具體步驟如下：.確定研究對(duì)象.如果有幾個(gè)物體相互作用，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”；.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，注意多了庫(kù)侖力或電場(chǎng)力；.列平衡方程(F合=0或Fx=0,Fy=0).【典型例題11如圖所示，懸掛在。點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B,當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時(shí)，一壕手柄懸線偏離豎直方向的角度為 0,若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2,0分別為30°和45。，則：為( )A.2B.3C.2gD.3v3

溫馨提示解題此題時(shí),首先要明確研究對(duì)象.記錄空間【變式訓(xùn)練11如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置三個(gè)電荷量均為q(q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為ko的輕質(zhì)彈簧絕緣連接.當(dāng)三個(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()4即q.q5kq22kol5kq22kol25kq24kol2B.D.H——i

kq2kol25kq22kol2、庫(kù)侖定律的理解與應(yīng)用.庫(kù)侖定律的適用條件庫(kù)侖定律僅適用于真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用.不可由r-0時(shí)，得出F-s的結(jié)論，因?yàn)楫?dāng)r-0時(shí)，兩電荷已失去了看作點(diǎn)電荷的前提條件，庫(kù)侖定律已不適用..應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)庫(kù)侖力的正負(fù)不表示力的大小，而表示庫(kù)侖力的性質(zhì).當(dāng)兩電荷同號(hào)時(shí)，F(xiàn)>0,庫(kù)侖力為斥力；當(dāng)兩電荷異號(hào)時(shí)， F<0,庫(kù)侖力為引力.因此，用庫(kù)侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不必將符號(hào)代入，只需判斷力的性質(zhì)即可.(2)兩個(gè)帶電體之間的庫(kù)侖力是一對(duì)作用力和反作用力.(3)兩導(dǎo)體球間庫(kù)侖力可應(yīng)用公式進(jìn)行定性比較.用r表示兩球球心之間的距離，則當(dāng)兩球帶同種電荷時(shí)，F(xiàn)ckQrQ2；反之，當(dāng)兩球帶異種電荷時(shí)，F(xiàn)>kQrQ2.(4)某個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受幾個(gè)點(diǎn)電荷的作用時(shí)，要用平行四邊形定則求合力.【典型例題2】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,使其電荷量的絕對(duì)值均為Q,那么a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引、庫(kù)侖力F庫(kù)分別為（）F庫(kù)=F庫(kù)=F庫(kù)土F庫(kù)=F庫(kù)土A.F引=6正,m2F引才G12,2-l,-mF引才G12,m2F引=G^,溫馨提示解答此題時(shí),首先要判斷是否滿足庫(kù)侖定律的條件： 庫(kù)侖定律只適用于點(diǎn)電荷間相互作用.記錄空間【變式訓(xùn)練2]如圖所示,在一條直線上的A、B、C三點(diǎn)上分別放置Qa=+3X109C、Qb=—4X10—9C、Qc=+3X10-9C的點(diǎn)電荷，試求作用在A點(diǎn)電荷上的作用力.隨堂演練.將兩個(gè)分別帶有電荷量—2Q、+5Q的相同金屬小球A、B分別固定在相距為r的兩處（均視為點(diǎn)電荷），它們間庫(kù)侖力的大小為F.現(xiàn)將第三個(gè)與A、B兩個(gè)球完全相同的不帶電小球C先后與A、B相互接觸后拿走，A、B間距離保持不變，則兩球間庫(kù)侖力的大小為（ ）A.FB.1FC.;9FD.1F5 10 4.下列方法正確的是（ ）A.物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)B.不帶電的物體上，既沒(méi)有正電荷也沒(méi)有負(fù)電荷C.摩擦起電的過(guò)程，是靠摩擦產(chǎn)生了電荷D.利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的自由電子趨向或遠(yuǎn)離帶電體3.地毯中加入少量金屬絲的目的是（ ）A.增大地毯的強(qiáng)度和韌性B.避免人走時(shí)產(chǎn)生靜電C.將人走動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走D.以上說(shuō)法都不對(duì)AB第4題圖.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示.A處電荷帶正電荷量Qi,B處電荷帶負(fù)電荷量Q2,且Q2=4Qi,另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3,放在AB直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則（）Q3為負(fù)電荷，且放于A左方Q3為負(fù)電荷，且放于B右方Q3為正電荷，且放于A、B之間Q3為正電荷，且放于B右方.關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.只有體積很小的帶電體才可以看作點(diǎn)電荷B.只有球形帶電體才可以看做點(diǎn)電荷C.帶電體能否被看作點(diǎn)電荷既不取決于帶電體大小也不取決于帶電體的形狀D.一切帶電體都可以看做點(diǎn)電荷.在真空中有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷，其相互作用力為 F.要使它們之間的相互作用力為2F,下列方法可行的是（ ）A.使甲、乙電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的_：2倍B.使甲、乙電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的1他倍

C.使甲、乙之間距離變?yōu)樵瓉?lái)的V2倍D.使甲、乙之間距離變?yōu)樵瓉?lái)的1電倍7.兩個(gè)自由的點(diǎn)電荷A和B,帶電荷量分別為+4q和一q,相距為d,試問(wèn)：在何處放一個(gè)怎樣的電荷C,能使A、B、C三個(gè)點(diǎn)電荷均處于靜止?fàn)顟B(tài)？8.如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為8.如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為+Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn))，它們間的距離為r,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為乩求：第8題圖(1)A受的摩擦力為多大：(2)如果將A的電荷量增至+4Q,兩物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí)，AB各運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)距離？第22講電荷及其守恒

定律庫(kù)侖定律知識(shí)整合基礎(chǔ)自測(cè)一、1.(1)正電荷負(fù)電荷排斥吸引(2)電荷庫(kù)侖庫(kù)C正負(fù)電荷(3)等于元電荷的整數(shù)倍(4)形狀和大小2.(1)摩擦起電(2)感應(yīng)起電(3)接觸帶電3.創(chuàng)造消失轉(zhuǎn)移總電荷量二、1.電荷量的乘積 距離的平方 2尸=女、乎(1)真空中(2)點(diǎn)電荷重點(diǎn)闡述【典型例題11如圖所示，懸掛在。點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球 A.在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B,當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時(shí)，絕絳《柄懸線偏離豎直方向的角度為 0,若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2,0分別為30°和45°,則魚為( )q1A.2B.3C.2V3D.3v3【答案】 C【解析】由庫(kù)侖定律得F=kqrqB;又r=lsinO,^G/sin20tanqF=Gtan0由以上各式可解得Qb= 三 ，因G、1、qA不變,kqA則2嗎：ta吸=28故C正確.qisin30tan30變式訓(xùn)練1C【解析】左邊或右邊小球受三個(gè)力的作用，由小球處平衡狀態(tài)得ax=kq2+k*\，解得x=裂,故彈簧原長(zhǎng)為：1 (21) 4k01.. .5kqf-y一/，10=1—x=1—4kol2,C項(xiàng)正確.【典型例題2】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，使其電荷量的絕對(duì)值均為Q,那么a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引、庫(kù)侖力F庫(kù)分別為()2 q2 2 q2A.F引=GLT,F庫(kù)=k_L2B.F引*G^r,F庫(kù)土k?

D.FC.F引小D.F【答案】D【解析】萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離L只有其半徑「的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均均，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn).因此，可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律.而本題中由于a、b兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍，不滿足Lr的要求，故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律.綜上所述，對(duì)于a、b兩帶電球殼的整體來(lái)說(shuō)，滿足萬(wàn)有引力的適用條件，不滿足庫(kù)侖定律的適用條件，故D選項(xiàng)正確.變式訓(xùn)練29.9X104N【解析】由于點(diǎn)電荷A處在B和C的電場(chǎng)中，故同時(shí)受到B和C的庫(kù)侖力作用.因此作用在A點(diǎn)電荷上的作用力應(yīng)為兩庫(kù)侖力的合力，可先根據(jù)庫(kù)侖定律分別求出B和C對(duì)A的庫(kù)侖力的大小，再求合力.研究A點(diǎn)電荷.分析A受到B、C點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力，如圖所示，根據(jù)庫(kù)侖定律有kQBQAFba= /9X109X4XkQBQAFba= /1.08X103NkQCQA9X109X3X109X3X109FCA=rCa= 0.032 N=9.0X105N規(guī)定沿這條直線由A指向C為正方向，則A點(diǎn)電荷受到的合力大小為Fa=Fba—Fca=(1.08X103—9.0X105)N=9.9X104N.隨堂演練21.B【解析】原來(lái)AB的庫(kù)侖力F=巧段=k10Q.后來(lái)C2^C C^^2與A、B接觸后，A、B帶電量變?yōu)橐籕和2Q,則F'=卜殳29=片r r1=gF,B正確..D 【解析】帶電體所帶電荷數(shù)是元電荷的整數(shù)倍， A錯(cuò)；不帶電的物體是物體上正負(fù)電荷數(shù)相等，發(fā)生了中和，B錯(cuò)；摩擦起電的過(guò)程是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，C錯(cuò)；感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是金屬導(dǎo)體中自由電子趨向或遠(yuǎn)離帶電體，D對(duì).故選D..C【解析】地毯中加入金屬絲是把人走動(dòng)時(shí)腳與地毯摩擦產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地，故A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.C選項(xiàng)正確.選C..A【解析】因?yàn)槊總€(gè)電荷都受到其余兩個(gè)電荷的庫(kù)侖作用，且已知Q1和Q2是異種電荷，對(duì)Q3的作用力一為引力，一為斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之間，依照庫(kù)侖律知，由于B處的電荷Q2電荷量較大，Q3應(yīng)放在離Q2較遠(yuǎn)而離Q1較近的地方才有可能處于平衡，故應(yīng)放在Qi的左側(cè)，要使Qi和Q2也處于平衡，Q3必須帶負(fù)電，故應(yīng)選A.5.C【解析】帶電體能否看作點(diǎn)電荷，不取決于帶電體的形狀和大小，而是看其形狀、大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略.故C正確，A、B、D均錯(cuò)誤..AD【解析】由庫(kù)侖定律F=kqq2知，要使它們之間的相r互作用力為2F,可以使甲、乙電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的避倍，或者在使甲、乙之間距離變?yōu)樵瓉?lái)的1/.2倍，故選AD..放于AB延長(zhǎng)線上，離B距離為d,離A距離為2d,所帶電荷量+4q【解析】根據(jù)平衡條件考慮電荷C的平衡，該電荷必須放在A、B的連線上，如圖所示A、B為異種電荷，對(duì)C的作用力一個(gè)