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文檔簡介

《庫倫定律》備課資料【基本內(nèi)容】一、電荷1.兩種電荷:自然界存在著兩種電荷,它們分別為正電荷和負電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷;用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷。2.電荷的相互作用規(guī)律:同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。3.電荷量:電荷量是指電荷的多少,一般用Q(或q)表示。單位是庫侖,簡稱“庫”,單位符號是“C”。電子所帶電荷量e=×10-19C。實驗表明:所有帶電體的電荷量等于e或是e的整數(shù)倍,因此這個最小的電荷量e稱為元電荷。電子的電荷量e與電子質(zhì)量me之比稱為比荷。4.點電荷:若帶電體的大小可忽略不計,這樣的帶電體可以看成是一個帶電的點,叫點電荷。點電荷是理想模型,實際不存在。二、物體帶電5.起電:使物體帶電叫做起電,起電過程的實質(zhì)是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移。6.物體帶電的三種方式:(1)摩擦起電;(2)感應起電;(3)接觸起電。三、電荷守恒定律7.電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它們只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量不變。8.電荷的中和與分配:兩個帶有異種電荷的導體,接觸后先發(fā)生正負電荷的中和,然后再進行電荷的分配。若不受外界影響,兩個外形完全相同的導體接觸后再分開時,各帶凈電荷量的一半。四、庫侖定律9.內(nèi)容:真空中兩個點電荷間的相互作用力,跟它們的乘積成正比,跟它們的間距成反比,作用力的方向在它們的連線上。10.表達式:式中k為靜電常量,它是由實驗決定的,在國際單位制中k=9×109N·m2/C2。k的物理意義:兩個電荷量是1C的點電荷在相距1m時,它們的相互作用力是9×109N。11.適用:庫侖定律適用于真空中的點電荷。對可以視為點電荷的兩個帶電體間也可用庫侖定律?!镜淅治觥坷?.A、B、C是三個完全相同的且?guī)в薪^緣柄的金屬球,已知其中一個球帶電。如果讓球A先后與球B、C接觸,再將A、C球放在距離為R的兩個位置上,測得A、C球之間的庫侖力為F。之后設(shè)法讓三個球恢復初始狀態(tài),讓C球先后與B、A接觸,再將A、C球放在距離為R的位置上,測得A、C球之間的庫侖力為F/4,由此可判定,則原先帶電的那個球是()A.A球B.B球C.C球D.不好確定〖解析〗從前后兩次A、C球所受庫侖力大小,可以判定:第一次A、C兩球所帶的電荷量較多。唯一選擇是:A、B球原先不帶電。第一次當A先與B相碰,A不帶電荷,再與帶電小球C接觸,各為C球的1/2電荷量。當?shù)诙螏щ娦∏駽先與B相碰,C球剩有1/2的電荷量,再與A球接觸,則A、C兩球各帶1/4球的電荷量,顯然,根據(jù)庫侖定律,第二次A、C兩球間的庫侖力為第一次的1/4。應選C。例2.如圖所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷,已知q1和q2之間的距離為l1,q2和q3之間的距離為l2,且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。(1)如q2為正電荷,則q1為_____電荷,q3為______電荷(2)q1、q2、q3三者電量大小之比_______∶_______∶_______?!冀馕觥剑?)對q2,只要q1、q3帶同種電荷就可能使其處于平衡狀態(tài),而對q1、q3,若都帶正電荷,各自均受到另外兩個電荷的斥力,而不能保持平衡。只有同帶負電荷,q2對其為引力,另外一電荷對其為斥力,當兩力大小相等時才能處于平衡。故q1、q3同為負電荷。(2)對q2研究:對q1研究:可得:q1∶q2∶q3=∶1∶例3.如圖所示,一半徑為R的絕緣球殼上均勻帶有+Q的電荷,另一電量為+q的電荷放在球心O上,由于對稱性,點電荷受力為零?,F(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(r<<R)的一個小圓孔。則此時置于球心的點電荷所受的力的大小為___________(已知靜電力恒量k),方向____________?!冀馕觥礁鶕?jù)球殼完整時,由對稱性得球心上的點電荷受力為零,可知挖去的小孔和剩下的部分對點電荷產(chǎn)生的力大小相等,方向相反。故計算剩下部分對點電荷產(chǎn)生的力,只要求出挖去的小圓孔對點電荷產(chǎn)生的力即可。由于r<<R,故小圓孔可以看作點電荷,這樣才可由庫侖定律計算。由庫侖定律有,其中Q′=,得出,方向指向小孔?!局R檢測】1.下列說法正確的是()A.元電荷是質(zhì)子B.元電荷是電子C.元電荷是帶電物體電荷量的最小值D.物體帶電的電荷量是元電荷電量的整數(shù)倍2.如圖9-1-6所示,兩個帶電小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2,帶電量分別為q1、q2。靜止時兩懸線與豎直方向的夾角分別為θ1、θ,且恰好處于同一水平面上,則()A.若q1=q2,則θ1=θ2B.若q1<q2,則θ1>θ2C.若m1=m2,則θ1=θ2D,若m1<m2,則θ1>θ2圖9-1-63.兩個半徑相等體積不能忽略的金屬球相距L,它們帶有同種等量電荷時,相互間的庫侖力為F1,若保持它們間的距離不變,使它們帶上與前次等量的、但異種電荷時,相互間的庫侖力為F2,則兩力大小()A.F1=F2 B..F1<F2 C.F1>F2 D.無法判斷4.為了防止靜電的危害,應盡快把靜電導走.下列措施中為了防止靜電危害的是()A.油罐車后面裝一條拖地鐵鏈 B.電工鉗柄上套有一絕緣膠套C.飛機輪上搭地線 D.印染車間里保持適當?shù)臐穸?.下列對物體帶電現(xiàn)象的的說法正確的是()A.帶電物體一定具有多余的電子B.摩擦起電能使不帶電的物體產(chǎn)生電荷C.物體所帶電量可能小于eD.電中和是等量異種電荷完全抵消而消失的現(xiàn)象6.如圖所示,光滑絕緣水平面上固定著A、B、C三個帶電小球,它們的質(zhì)量均為m,間距均為r,A帶電量QA=10q,B帶電量QB=q,若小球C上加一個水平向右的恒力,欲使A、B、C始終保持r的間距運動,求:(1)C球的電性和電量QC;(2

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