高中物理電場(chǎng)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高中物理電場(chǎng)理解教材新知第一章電場(chǎng)電流隨堂根基穩(wěn)定課時(shí)跟蹤訓(xùn)練學(xué)識(shí)點(diǎn)一學(xué)識(shí)點(diǎn)二把握熱點(diǎn)考向考向一考向二應(yīng)用創(chuàng)新演練第一節(jié)電荷庫(kù)侖定律學(xué)識(shí)點(diǎn)三考向三1.自然界中有正、負(fù)兩種電荷，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

2.電荷的多少叫做電荷量，電荷量的單位是庫(kù)侖。電荷量e＝1.60×10－19C叫做元電荷。

3.電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)生，也不能殲滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一片面，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量不變。

4．庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們電荷量的乘積成正比，跟它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

[自學(xué)教材]1．兩種電荷人們察覺(jué)電荷有兩種：

和。用絲綢摩擦過(guò)的帶正電荷，用毛皮摩擦過(guò)的帶負(fù)電荷。同種電荷相互，異種電荷相互。

正電荷負(fù)電荷玻璃棒硬橡膠棒排斥吸引2．電荷量電荷的叫做電荷量，用表示。在國(guó)際單位制中，電荷量的單位是，簡(jiǎn)稱，用符號(hào)表示。

3．感應(yīng)起電把電荷不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做感應(yīng)起電。

多少Q(mào)(或q)庫(kù)侖庫(kù)C移近[重點(diǎn)詮釋]1．摩擦起電的實(shí)質(zhì)正常處境下，構(gòu)成物質(zhì)的原子的原子核所帶正電荷數(shù)量與周邊電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，原子對(duì)外表現(xiàn)為電中性，在摩擦起電過(guò)程中，一些被原子核束縛得不緊的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，于是失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電。

2．對(duì)感應(yīng)起電的理解(1)過(guò)程及現(xiàn)象：

取一對(duì)用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體A、B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在它們下面的金屬箔是閉合的，如圖1－1－1甲所示。

①帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A，可以看到A、B上的金屬箔都張開(kāi)了，這表示A、B上都帶了電荷，如圖1－1－1乙所示。

②假設(shè)把A、B分開(kāi)，然后移去C，可以看到A和B仍帶有電荷，如圖1－1－1丙所示。

③讓A、B接觸，金屬箔就不再?gòu)堥_(kāi)，說(shuō)明它們不再帶電了。

這說(shuō)明A、B所帶的電荷是等量的，彼此接觸時(shí)，等量的正、負(fù)電荷發(fā)生了中和。

圖1－1－1(2)感應(yīng)起電的本質(zhì)：

在導(dǎo)體C上的電荷作用下，導(dǎo)體A、B上的自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)，使導(dǎo)體中的自由電荷由導(dǎo)體的B端移至A端，而引起A端帶負(fù)電，B端帶正電，此時(shí)若將A、B分開(kāi)，那么成為帶等量異種電荷的帶電體。

3．檢驗(yàn)物體是否帶電可用驗(yàn)電器(1)利用接觸帶電：使待檢驗(yàn)物體與驗(yàn)電器小球接觸，若帶電，驗(yàn)電器箔片張開(kāi)，若不帶電，那么不張開(kāi)。

(2)利用感應(yīng)起電：

使待檢驗(yàn)物體靠近驗(yàn)電器的金屬小球，假設(shè)物體帶電，那么與金屬小球與箔片及連接它們的金屬桿產(chǎn)生靜電感應(yīng)，驗(yàn)電器兩箔片張開(kāi)。這種檢驗(yàn)方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)變更待檢驗(yàn)物體上的帶電荷量。

1．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)。圖1－1－2表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布處境，正確的是()圖1－1－2解析：使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，若金屬球帶正電，靠近驗(yàn)電器，驗(yàn)電器上的小球帶負(fù)電，下端金屬箔帶等量的正電，金屬箔張開(kāi)，選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤。若金屬球帶負(fù)電，驗(yàn)電器上的小球帶正電，下端金屬箔帶等量的負(fù)電，金屬箔張開(kāi)，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案：B[自學(xué)教材]1．內(nèi)容電荷既不能創(chuàng)生，也不能殲滅，只能從一個(gè)物體到另一個(gè)物體，或者從物體的一片面轉(zhuǎn)移到另一片面，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的不變。這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律。

轉(zhuǎn)移總量2．元電荷到目前為止，科學(xué)測(cè)驗(yàn)察覺(jué)的最小電荷量是電子所帶的電荷量，這個(gè)最小的電荷用e表示。

電荷量e叫做元電荷，e＝。

1.6×10－19C[重點(diǎn)詮釋]1．對(duì)元電荷的熟悉(1)一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子，一個(gè)正電子所帶的電荷量都是e，全體帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。

(2)元電荷既不是電子，也不是質(zhì)子，只是一個(gè)電荷量。由于物體的帶電荷量通常較小，因此可用元電荷的整數(shù)倍便當(dāng)?shù)乇硎?，如電子的帶電荷量為－e，即表示電子的帶電荷量為－1.60×10－19C。

2．對(duì)電荷守恒定律的理解(1)電荷守恒定律的另一種表達(dá)：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。

如接觸帶電時(shí)不帶電物體與帶電物體接觸后，電荷在兩物體上重新調(diào)配，但總電荷量不變。

摩擦起電實(shí)質(zhì)上是電子在不同物體間的轉(zhuǎn)移。

(2)接觸帶電時(shí)，兩個(gè)完全一致的導(dǎo)體球相互接觸，那么電荷量平分。若兩導(dǎo)體球帶同種電荷，會(huì)把總電荷量平分；

若帶異種電荷，那么先中和然后再把剩余電荷量平分。

2．關(guān)于元電荷的理解，以下說(shuō)法正確的是()A．元電荷就是電子B．元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷C．元電荷就是原子D．物體所帶的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍解析：元電荷是物體帶電的根本單位、任何物體的電量都是元電荷的整數(shù)倍，元電荷的電荷量指的是電子、質(zhì)子所帶的電荷量，而不是電子、質(zhì)子本身，所以A、C錯(cuò)誤。

答案：BD[自學(xué)教材]1．內(nèi)容真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的乘積成正比，跟它們距離的成反比，作用力的方向在它們的連線上。

電荷量二次方9.0×109N·m2/C23．靜電力電荷間的叫做靜電力或庫(kù)侖力。

4．點(diǎn)電荷是一種沒(méi)有的帶電體。

相互作用力大小[重點(diǎn)詮釋]1．對(duì)點(diǎn)電荷的理解(1)點(diǎn)電荷是一種夢(mèng)想化的模型。假設(shè)帶電體之間的距離比它們自身線度的大小大得多，以致帶電體的外形和大小對(duì)它們間相互作用力的影響可以疏忽不計(jì)時(shí)，帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。

(2)兩個(gè)帶電的導(dǎo)體球，當(dāng)疏忽導(dǎo)體上的電荷由于相互作用而重新分布的影響時(shí)(即將球看成平勻的帶電體)，也可看成點(diǎn)電荷，電荷之間的距離等于兩球心之間的距離。

(3)點(diǎn)電荷與我們?cè)诒匦抟恢兴鶎W(xué)的質(zhì)點(diǎn)好像，都是理想化模型，帶電體能否看成點(diǎn)電荷是相對(duì)于概括研究的問(wèn)題而言的，與帶電體的實(shí)際大小沒(méi)有直接關(guān)系。

(2)將計(jì)算庫(kù)侖力的大小與判斷庫(kù)侖力的方向兩者分別舉行。即用公式計(jì)算庫(kù)侖力大小時(shí)，不必將表示電荷Q1、Q2的帶電性質(zhì)的正、負(fù)號(hào)帶入公式中，只將其電荷量的十足值代入公式中從而算出力的大??；

力的方向根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引加以判別。

(3)要統(tǒng)一國(guó)際單位，與k＝9.0×109N·m2/C2統(tǒng)一。

(4)庫(kù)侖定律給出的雖然是點(diǎn)電荷的靜電力，但是任一帶電體所帶的電荷都可以看成由大量點(diǎn)電荷組成的，因此，假設(shè)知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫(kù)侖定律和力的合成法那么，就可以求出帶電體間的靜電力大小和方向。

(5)假設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受到另外兩個(gè)或更多的點(diǎn)電荷的作用力，可根據(jù)靜電力疊加的原理求出合力。

解析：點(diǎn)電荷是帶電體的夢(mèng)想模型，實(shí)際帶電體在體積和外形上對(duì)問(wèn)題的研究沒(méi)有影響或影響不大時(shí)，都可以當(dāng)成點(diǎn)電荷，A、B錯(cuò)誤。庫(kù)侖定律僅適用于真空中的點(diǎn)電荷，當(dāng)r→0時(shí)，庫(kù)侖定律不成立，C錯(cuò)誤。靜電力常量是庫(kù)侖通過(guò)扭秤測(cè)驗(yàn)測(cè)得，D正確。

答案：D[例1]如圖1－1－3所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來(lái)靠近導(dǎo)體的帶正電的金屬球。

若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi)，將導(dǎo)體分為A、B兩片面，這兩片面所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，那么以下結(jié)論正確的有()圖1－1－3A．沿虛線d切開(kāi)，A帶負(fù)電，B帶正電，且QBQAB．只有沿虛線b切開(kāi)，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QB＝QAC．沿虛線a切開(kāi)，A帶正電，B帶負(fù)電，且QBQAD．沿任意一條虛線切開(kāi)，都有A帶正電，B帶負(fù)電，且QB＝QA，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)[思路點(diǎn)撥]根據(jù)感應(yīng)起電的操作過(guò)程及測(cè)驗(yàn)現(xiàn)象分析判斷。

[解析]靜電感應(yīng)使得A片面帶正電，B片面帶負(fù)電。

導(dǎo)體原來(lái)不帶電，只是在C的電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B片面移動(dòng)，使B片面有了多余的電子而帶負(fù)電；

A片面缺少了電子，因而帶正電。A片面失去的電子數(shù)目和B片面多余電子的數(shù)目是相等的，因此無(wú)論從哪一條虛線切開(kāi)，兩片面的電荷量總是相等的。但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受C的作用力的強(qiáng)弱是不同的，這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不平勻。

越靠近右端，負(fù)電荷密度越大；

越靠近左端，正電荷密度越大。所以從不同位置切開(kāi)時(shí)，導(dǎo)體的帶電荷量的值是不同的。故只有D正確。

[答案]D利用感應(yīng)起電方式使物體帶電的根本操作步驟可總結(jié)為：導(dǎo)體接觸→帶電體靠近→導(dǎo)體分開(kāi)→帶電體移走。

上題中，若帶電體C靠近導(dǎo)體AB后，用手接觸一下A端，移走C后，導(dǎo)體AB的帶電處境怎樣？解析：用手接觸導(dǎo)體AB時(shí)，導(dǎo)體AB與大地相連構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體，離C較近的B端帶負(fù)電，地球離C較遠(yuǎn)帶正電，斷開(kāi)后，移走C，導(dǎo)體AB帶負(fù)電。

答案：帶負(fù)電[例2]以下關(guān)于帶電現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A．玻璃棒無(wú)論與什么物體摩擦都帶正電，橡膠棒無(wú)論與什么物體摩擦都帶負(fù)電B．相互摩擦的兩個(gè)物體確定能起電C．帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，物體得到電子就確定顯負(fù)電性，失去電子就確定顯正電性D．自然界中的電荷總量不變[思路點(diǎn)撥]起電的本質(zhì)就是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消散，自然界中的電荷是守恒的。

[解析]玻璃棒與絲綢摩擦后會(huì)失去電子因而帶正電，但玻璃棒與其他物體摩擦后不確定總是失去電子，因而不能確定其電性，同理也無(wú)法確定橡膠棒的電性，故A錯(cuò)；

并不是任意兩個(gè)物體間摩擦?xí)r都能起電，故B錯(cuò)；

物體假設(shè)原來(lái)帶正電，得到電子后，可能帶正電也可能帶負(fù)電，故C錯(cuò)；

根據(jù)電荷守恒定律可知D對(duì)，故正確答案為D。

[答案]D(1)同一物質(zhì)與不同物質(zhì)摩擦是失去電子還是得到電子，取決于相互摩擦的兩物體的原子核對(duì)電子束縛才能的相對(duì)強(qiáng)弱。

(2)任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移，在同一隔離系統(tǒng)中正、負(fù)電荷量的代數(shù)和不變。

1．甲、乙兩個(gè)原來(lái)不帶電荷的物體相互摩擦(沒(méi)有第三者參與)，結(jié)果察覺(jué)甲物體帶了1.6×10－15C的電荷量(正電荷)，以下說(shuō)法正確的是()A．乙物體也帶了1.6×10－15C的正電荷B．甲物體失去了104個(gè)電子C．乙物體失去了104個(gè)電子D．甲、乙兩物體共失去了2×104個(gè)電子解析：甲、乙兩個(gè)物體相互摩擦，甲帶1.6×10－15C的正電荷，那么由電荷守恒定律可知，乙應(yīng)帶1.6×10－15C的負(fù)電荷，即甲失去了104個(gè)電子，乙得到了104個(gè)電子，所以正確的選項(xiàng)是B。

答案：B[例3]兩個(gè)半徑、材料完全一致的金屬小球，所帶電荷量之比為1∶7，間距為r，把兩球相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，那么相互作用力可能為原來(lái)的()A.B．C．D．[思路點(diǎn)撥]由于兩帶電小球所帶電荷的電性不明，所以要分同種、異種電荷兩種處境議論。

[解析]設(shè)帶電荷量分別為Q、7Q，那么F＝kQ1Q2/r2＝7kQ2/r2。若帶同種電荷，將兩帶電小球接觸后分開(kāi)，放回原來(lái)的位置上，相互作用力變?yōu)镕1＝16kQ2/r2，所以D項(xiàng)正確；

若帶異種電荷，將兩帶電小球接