1、第第1节电荷节电荷第第2节库仑定律节库仑定律第第3节电场电场强度节电场电场强度第第4节静电的防止与利用节静电的防止与利用拓展课静电场及其综合应用问题拓展课静电场及其综合应用问题第九章第九章 静电场及其应用静电场及其应用核心素养核心素养物理观念物理观念科学思维科学思维科学探究科学探究知道元电荷、比荷、知道元电荷、比荷、电荷量、静电感应电荷量、静电感应的概念。的概念。能用原子结构能用原子结构模型和电荷守模型和电荷守恒的知识分析恒的知识分析带电现象。带电现象。1.通过实验，知道自然界中的两通过实验，知道自然界中的两种电荷及其相互作用。种电荷及其相互作用。2.通过多种方式知道使物体带电通过多种方式知道
2、使物体带电的三种方法。的三种方法。知识点一电荷及起电方式知识点一电荷及起电方式以上四个图，均发生了带电现象，物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？怎以上四个图，均发生了带电现象，物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？怎样使物体带上电呢？样使物体带上电呢？正比正比观图助学观图助学1.两种电荷两种电荷(1)电荷的分类电荷的分类正电荷：和用丝绸摩擦过的正电荷：和用丝绸摩擦过的_所带的电荷性质一样的电荷。所带的电荷性质一样的电荷。负电荷：和用毛皮摩擦过的负电荷：和用毛皮摩擦过的_所带的电荷性质一样的电荷。所带的电荷性质一样的电荷。(2)电荷的性质：同号电荷相互电荷的性质：同号电荷相互_，异号电荷相互，异号
3、电荷相互_；且带电体有；且带电体有_的性质。的性质。玻璃棒玻璃棒橡胶棒橡胶棒排斥排斥吸引吸引吸引轻小物体吸引轻小物体2.物质的微观结构物质的微观结构正电正电负电负电一样多一样多正电正电负电负电3.摩擦起电摩擦起电两个物体相互摩擦时，两个物体相互摩擦时，_从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于体由于_电子而带负电，电子而带负电，_电子的物体则带正电。电子的物体则带正电。4.感应起电感应起电(1)自由电子：金属中离原子核自由电子：金属中离原子核_的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。动的电子。(2)
4、静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互_，导体，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带_电荷，电荷，远离带电体的一端带远离带电体的一端带_电荷的现象。电荷的现象。(3)感应起电：利用感应起电：利用_使金属导体带电的过程。使金属导体带电的过程。电子电子得到得到丢失丢失较远较远吸引或排斥吸引或排斥异种异种同种同种静电感应静电感应思考判断思考判断(1)两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力
5、为引力。()(2)摩擦起电是创造电荷的过程。摩擦起电是创造电荷的过程。()(3)玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电。玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电。()观图助学观图助学如上图，甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下，结如上图，甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了。电荷到哪里去了呢？是否违背了电荷守恒定律？果两小球都没电了。电荷到哪里去了呢？是否违背了电荷守恒定律？知识点二电荷守恒定律及元电荷知识点二电荷守恒定律及元电荷1.电荷守恒定律电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会内容：电荷既不会_，也不会，也不会_，它只能从一个物体，它只能从一
6、个物体_到另一个物体，或者从物体的一部分到另一个物体，或者从物体的一部分_到另一部分；在转移过程中，电到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持荷的总量保持_，这个结论叫作电荷守恒定律。，这个结论叫作电荷守恒定律。(2)另一种表述：一个与外界没有电荷另一种表述：一个与外界没有电荷_的系统，电荷的代数和保持的系统，电荷的代数和保持_。点拨点拨(1)电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律。电现象都不违背电荷守恒定律。(2)三种起电过程都没有创造电荷，其本质都是电子的转移，即起电过程是物体三种起
7、电过程都没有创造电荷，其本质都是电子的转移，即起电过程是物体所带电荷的重新分配。所带电荷的重新分配。创生创生消灭消灭转移转移转移转移不变不变交换交换不变不变2.元电荷元电荷(1)电荷量：用来表示电荷量：用来表示_的多少。其单位是的多少。其单位是“_”，简称，简称“库库”，用，用C表示。表示。(2)元电荷元电荷最小的最小的_叫作叫作“元电荷元电荷”，用，用e表示，则表示，则e1.601019 C。对元电荷的三点理解：对元电荷的三点理解：a.元电荷没有正、负之分，也不是实物粒子；元电荷没有正、负之分，也不是实物粒子；b.质子及质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷电子所带电荷量的绝对值与元电荷_，但
8、不能说它们是元电荷；，但不能说它们是元电荷；c.电荷量电荷量不能不能_变化，自然界中带电体的电荷量都是元电荷变化，自然界中带电体的电荷量都是元电荷e的的_倍。倍。电荷电荷库仑库仑电荷量电荷量相等相等连续连续整数整数3.比荷比荷电荷量电荷量思考判断思考判断(1)摩擦起电就是通过摩擦创造了电荷。摩擦起电就是通过摩擦创造了电荷。()(2)元电荷是最小的带电体。元电荷是最小的带电体。()(3)所有带电体的电荷量或者等于元电荷，或者是元电荷的整数倍。所有带电体的电荷量或者等于元电荷，或者是元电荷的整数倍。()(4)元电荷也有正负之分，电子带电就是负的元电荷。元电荷也有正负之分，电子带电就是负的元电荷。(
9、)观察探究观察探究(1)如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和和B，使它们彼此接触。起初它们不，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的。带电，贴在下部的金属箔片是闭合的。核心要点核心要点对三种起电方式的理解对三种起电方式的理解把带正电荷的物体把带正电荷的物体C移近导体移近导体A，金属箔片有什么变化？，金属箔片有什么变化？这时把这时把A和和B分开，然后移去分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？，金属箔片又有什么变化？再让再让A和和B接触，又会看到什么现象？接触，又会看到什么现象？(2)带正电的物体带正电的物体A与不带电的物体与不带电的物体B
10、接触，使物体接触，使物体B带上了什么电荷？在这个过带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？程中电荷是如何转移的？答案答案(1)C移近导体移近导体A，两侧金属箔片都张开；，两侧金属箔片都张开；金属箔片仍张开，但张角变小；金属箔片仍张开，但张角变小；A、B接触，金属箔片都闭合。接触，金属箔片都闭合。(2)正电荷，在这个过程中，有电子从物体正电荷，在这个过程中，有电子从物体B转移到物体转移到物体A，物体，物体B中电子数量减中电子数量减少，因此带正电。少，因此带正电。三种起电方式的比较三种起电方式的比较摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电现象现象两物体带上等量异种电荷两物体带上等量异
11、种电荷导体两端出现等量异导体两端出现等量异种电荷种电荷导体带上与带电体同性的导体带上与带电体同性的电荷电荷原因原因不同物质原子核对电子的束不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电弱的失电子，带正电电子在电荷间相互作电子在电荷间相互作用下发生转移，近端用下发生转移，近端带异种电荷，远端带带异种电荷，远端带同种电荷同种电荷在电荷间相互作用下，电在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一子从一个物体转移到另一个物体上个物体上实质实质电荷在物体之间或物体内部的转移电荷在物体之间或物体内部的转移说明说明无
12、论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移试题案例试题案例例例1 (多选多选)如图所示，如图所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下是带正电的小球，下列说法正确的是列说法正确的是()A.把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张开B.把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，然后移去分开，然后移去C，A、B上的金属箔片上的金属箔片仍张开仍张开C.
13、把把C移近导体移近导体A，先把，先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片上的金属箔片仍张开仍张开D.把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，再把分开，再把C移走，最后重新让移走，最后重新让A、B接接触，触，A上的金属箔片张开，而上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合解析解析A、B开始都不带电，把开始都不带电，把C移近导体移近导体A时，由于静电感应，时，由于静电感应，A、B中的自由中的自由电子向左移动，使得电子向左移动，使得A端积累负电荷，端积累负电荷，B端积累正电荷，所以两边的金属箔片都端积累正电荷，所以两边的金属箔片都张开，张开，A正确；若此时先
14、把正确；若此时先把A、B分开再移走分开再移走C，因，因A、B已经绝缘，所带电荷量已经绝缘，所带电荷量不会变，金属箔片仍张开，不会变，金属箔片仍张开，B正确；但如果先移走正确；但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，C错误；先把错误；先把A、B分开，再移走分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让仍然带电，但重新让A、B接触后，接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，片都不会张开，D错误。错误。答案答案AB方法凝炼方法凝炼(1)只有导体中的电子才能自由移动，
15、绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体只有导体中的电子才能自由移动，绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体能够发生感应起电，而绝缘体不能。能够发生感应起电，而绝缘体不能。(2)凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球就成为远端，带同种电荷。端，带异种电荷，地球就成为远端，带同种电荷。针对训练针对训练1 (多选多选)如图所示，将带电棒移近甲、乙两个不带电的导如图所示，将带电棒移近甲、乙两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘。下述几种方法中体球，两个导体球开始时互相接触且对地
16、绝缘。下述几种方法中能使两球都带电的是能使两球都带电的是()A.先把两球分开，再移走棒先把两球分开，再移走棒B.先移走棒，再把两球分开先移走棒，再把两球分开C.先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D.移走棒，两导体球不分开移走棒，两导体球不分开解析解析感应起电应遵从以下几个步骤：感应起电应遵从以下几个步骤：(1)两导体彼此接触；两导体彼此接触；(2)带电体移近两导带电体移近两导体；体；(3)先分开两导体，再移走带电体。由此可知，先分开两导体，再移走带电体。由此可知，A项可以使两球都带电；带项可以使两球都带电；带电体与非带电体接触，电荷发生转移，使物体带电
17、，电体与非带电体接触，电荷发生转移，使物体带电，C项可以使两球都带电，故项可以使两球都带电，故选项选项A、C正确。正确。答案答案AC观察探究观察探究如图所示的现象为感应起电，为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体？如图所示的现象为感应起电，为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体？答案感应起电的实质是在带电体电荷的作用下，物体上的自由电荷的转移，答案感应起电的实质是在带电体电荷的作用下，物体上的自由电荷的转移，只有导体上的电子只有导体上的电子(或正、负离子或正、负离子)才能自由移动，而绝缘体上的电子不能自由地才能自由移动，而绝缘体上的电子不能自由地移动。所以，导体能发生感应起电，而绝缘体不能。移
18、动。所以，导体能发生感应起电，而绝缘体不能。核心要点核心要点电荷守恒定律元电荷电荷守恒定律元电荷探究归纳探究归纳1.物体带电的实质物体带电的实质使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电，均符合电荷守恒定律。起电，均符合电荷守恒定律。2.“中性中性”与与“中和中和”的理解的理解(1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性。中性：物体
19、内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性。(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。3.两金属导体接触后电荷量的分配规律两金属导体接触后电荷量的分配规律(1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少。确定电荷量的多少。(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有，则有温馨提示温馨提示导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当
20、两个完全相导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配，即最后两个球带等量的同种电荷或均同的金属球接触后，电荷量将平均分配，即最后两个球带等量的同种电荷或均不带电。不带电。4.元电荷元电荷(1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分。元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分。(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。(3)电子的比荷：电子的电荷量电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量与电子的质量me之比，叫作电子的比
21、荷。之比，叫作电子的比荷。谨防易错谨防易错几组易混概念的比较几组易混概念的比较概念概念辨别辨别元电荷元电荷是最小的电荷量，大小是最小的电荷量，大小e1.601019 C，不是带电体，没有电性的正，不是带电体，没有电性的正负之分，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍负之分，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍电子电子是带电体，带的电荷量是一个元电荷，电性是负电是带电体，带的电荷量是一个元电荷，电性是负电质子质子是带电体，带的电荷量是一个元电荷，电性是正电是带电体，带的电荷量是一个元电荷，电性是正电比荷比荷带电粒子的电荷量带电粒子的电荷量q与其质量与其质量m之比，也叫荷质比之比，也叫荷质比试题案例
22、试题案例例例2 有两个完全相同的带电绝缘金属小球有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量为，分别带有电荷量为QA6.4109 C、QB3.2109 C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个电子？电子如何转移？转移了多少个电子？答案电子由球答案电子由球B转移到球转移到球A1.01010个个针对训练针对训练2 如图所示，如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，导体，起初它们不带电，C是带正电的小球，当其移近导体是带正电的小球，当其移近导体A后，后，分开分开A
23、和和B，之后移去，之后移去C，最终，最终A带上了带上了1108 C的电荷，下列的电荷，下列关于电荷转移情况正确的是关于电荷转移情况正确的是()A.从从A到到B转移了转移了6.251010个正电荷个正电荷B.从从A到到B转移了转移了1.251011个正电荷个正电荷C.从从B到到A转移了转移了6.251010个电子个电子D.从从B到到A转移了转移了1.251011个电子个电子答案答案C要点归纳要点归纳1.带电体接触验电器带电体接触验电器当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片
24、带上同种电荷，因相互排斥而张开。如图甲。金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开。如图甲。2.带电体靠近验电器带电体靠近验电器当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙。，两箔片在斥力作用下张开，如图乙。核心要点核心要点验电器的两种应用方式及原理验电器的两种应用方式及原理试题案例试题案例例例3 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验使带电的金属球靠近
25、不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是电器上感应电荷的分布情况，正确的是()解析解析把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电荷，则将导体上的把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，选项荷，箔片带负电荷，选项B正确。正确。答案答案B针对训练
26、针对训练3 如图所示，用起电机使金属球如图所示，用起电机使金属球A带上正电荷，并靠近验电器带上正电荷，并靠近验电器B，则，则()A.验电器金属箔片不张开，因为球验电器金属箔片不张开，因为球A没有和验电器上的金属球接触没有和验电器上的金属球接触B.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了正电荷验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了正电荷C.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了负电荷验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了负电荷D.验电器金属箔片张开，因为验电器的下部箔片感应出了正电荷验电器金属箔片张开，因为验电器的下部箔片感应出了正电荷解析解析当一个带正电的物体当一个带正电
27、的物体A，靠近原来不带电的验电器的金属小球时，小球由，靠近原来不带电的验电器的金属小球时，小球由于静电感应会带上负电荷，金属箔片由于静电感应会带上正电荷，而整个验电于静电感应会带上负电荷，金属箔片由于静电感应会带上正电荷，而整个验电器不带电，所以验电器的金属箔片张开的原因是箔片感应出了正电荷，故选项器不带电，所以验电器的金属箔片张开的原因是箔片感应出了正电荷，故选项D正确。正确。答案答案D第第2节库仑定律节库仑定律核心素养核心素养物理观念物理观念科学思维科学思维科学探究科学探究1.知道点电荷的概念。知道点电荷的概念。2.理解库仑定律的内容、理解库仑定律的内容、公式及适用条件。公式及适用条件。1
28、.通过抽象概括建立点通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型。电荷这种理想化模型。2.进一步了解控制变量进一步了解控制变量法在实验中的作用。法在实验中的作用。3.会用库仑定律进行有会用库仑定律进行有关的计算。关的计算。经历探究实验过经历探究实验过程，得出电荷间程，得出电荷间作用力与电荷量作用力与电荷量及电荷间距离的及电荷间距离的定性关系。定性关系。知识点一探究影响电荷间相互作用力的因素知识点一探究影响电荷间相互作用力的因素观图助学观图助学小明同学用图中的装置探究影响电荷间相互作用力的因素。带电小球小明同学用图中的装置探究影响电荷间相互作用力的因素。带电小球A、B之间的距离越近，摆角之间的距离越近，
29、摆角越大，这说明它们之间的库仑力越大。越大，这说明它们之间的库仑力越大。1.实验原理：实验原理：如图所示，小球如图所示，小球B受受Q的斥力，丝线偏离竖直方向。的斥力，丝线偏离竖直方向。F_，变大，变大，F_。mgtan 变大变大2.控制变量法控制变量法探究某一物理量与其他两个物理量的关系时，应先控制一个量不变，来研究另探究某一物理量与其他两个物理量的关系时，应先控制一个量不变，来研究另外两个量之间的关系，然后再控制另一个量不变，研究其他两个量之间的关系，外两个量之间的关系，然后再控制另一个量不变，研究其他两个量之间的关系，最后总结出要研究的各个量之间的关系，这种控制变量研究其他量关系的方法最后
30、总结出要研究的各个量之间的关系，这种控制变量研究其他量关系的方法叫控制变量法。叫控制变量法。3.实验现象实验现象(1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度_。(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度_。4.实验结论：实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而电荷之间的作用力随着电荷量的增大而_，随着距离的增大而，随着距离的增大而_。越小越小越大越大增大增大减小减小思考判断思考判断(1)电荷之间相互作用力的大小只决定于
31、电荷量的大小。电荷之间相互作用力的大小只决定于电荷量的大小。()(2)两电荷的带电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大。两电荷的带电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大。()观图助学观图助学观察上图，说出同种电荷和异种电荷之间的作用力的特点，试猜想：电荷与电观察上图，说出同种电荷和异种电荷之间的作用力的特点，试猜想：电荷与电荷之间的作用力与哪些因素有关？满足什么规律呢？荷之间的作用力与哪些因素有关？满足什么规律呢？知识点二库仑定律知识点二库仑定律1.库仑力：库仑力：电荷间的电荷间的_，也叫作静电力。，也叫作静电力。2.点电荷：点电荷：带电体间的距离比自身的大小带电体
32、间的距离比自身的大小_，以致带电体的，以致带电体的_、_及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看作及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看作_，即为点电荷。，即为点电荷。相互作用力相互作用力大得多大得多形状形状大小大小带电的点带电的点3.库仑定律库仑定律成正比成正比成反比成反比9.0109 Nm2/C2点电荷点电荷4.库仑力的叠加库仑力的叠加(1)两个点电荷间的作用力两个点电荷间的作用力_因第三个点电荷的存在而有所改变。因第三个点电荷的存在而有所改变。(2)两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对其作两个或者两个以上点电荷对某一个点
33、电荷的作用力等于各点电荷单独对其作用力的用力的_。不会不会矢量和矢量和思考判断思考判断(1)库仑力的大小与电性没有关系。库仑力的大小与电性没有关系。()(2)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等。小一定相等。()(3)两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力的大小。两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力的大小。()观图助学观图助学库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤，观察上图，猜想：库仑扭秤的巧妙体现在库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤，观察上图，猜想：库仑扭秤的巧妙体现在
34、何处？何处？知识点三库仑的实验知识点三库仑的实验1.实验装置实验装置：库仑做实验用的装置叫作：库仑做实验用的装置叫作_。如图所示，细银丝的下端悬挂。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球，另一端有一个不带电的球B，B与与A使绝缘棒平衡。当把另一个带电的金属球使绝缘棒平衡。当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近插入容器并使它靠近A时，时，A和和C之间之间的作用力使悬丝的作用力使悬丝_，通过悬丝扭转的，通过悬丝扭转的_可以比较力的大小。可以比较力的大小。库仑扭秤库仑扭秤扭转扭转角度角度2.实验步骤实验
35、步骤(1)改变改变A和和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与与_的关的关系。系。(2)改变改变A和和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与与_之间的关系。之间的关系。3.实验结论实验结论(1)力力F与距离与距离r的二次方成反比，即的二次方成反比，即_。(2)力力F与与q1和和q2的乘积成正比，即的乘积成正比，即_。距离距离r带电荷量带电荷量qFq1q2观察探究观察探究如图，如图，“嫦娥三号嫦娥三号”月球探测器升空过程中由于与大气摩擦月球探测器升空过程中由于与大气摩擦产生了大
36、量的静电。产生了大量的静电。(1)在研究在研究“嫦娥三号嫦娥三号”与地球的静电力时，能否把与地球的静电力时，能否把“嫦娥三号嫦娥三号”看成点电荷？看成点电荷？(2)研究点电荷有什么意义？研究点电荷有什么意义？答案答案(1)能能(2)点电荷是理想化模型，实际中并不存在，是我们点电荷是理想化模型，实际中并不存在，是我们抓住主要因素、忽略次要因素抽象出的物理模型。抓住主要因素、忽略次要因素抽象出的物理模型。核心要点核心要点对对“点电荷点电荷”的理解的理解探究归纳探究归纳1.点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学
37、中的质点，实际中并不存在。际中并不存在。2.带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论。如果带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论。如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷。时带电体就可以看成点电荷。温馨提示温馨提示如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响很小时，就可以忽略形状、大小等电荷
38、分布状况对它们之间相互作用力的影响很小时，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，这样处理会使问题大为简化，次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，这样处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，这是物理学上经常用到的方法。对结果又没有太大的影响，这是物理学上经常用到的方法。试题案例试题案例例例1 下列关于点电荷的说法正确的是下列关于点电荷的说法正确的是()A.任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间
39、的距离时，可将这两个带电体看成点电荷当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷一切带电体都可以看成是点电荷解析解析能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状。能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该大小和形状。能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定。若它的体积和形状可不予考虑，就可以将其看成点电荷，根据具体情况而定。若它的体积和形状可不予考虑，就可以将其看成点电荷，若带电球体电荷分布不均匀，则球形
40、带电体的电荷不能看成全部集中于球心的若带电球体电荷分布不均匀，则球形带电体的电荷不能看成全部集中于球心的点电荷，故选项点电荷，故选项C正确。正确。答案答案C针对训练针对训练1 (多选多选)关于点电荷，下列说法正确的是关于点电荷，下列说法正确的是()A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体点电荷是电荷量和体积都很小的带电体B.点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型C.点电荷的最小带电荷量等于元电荷点电荷的最小带电荷量等于元电荷D.球形带电体都可以看作点电荷球形带电体都可以看作点电荷解析解析点电荷是一种物理模型，实际中并不存在，选项点电荷是一种物理模型，实际中并不存在，选项B正确；一个带电体能否正
41、确；一个带电体能否看成点电荷，不是看它的大小和形状，而是看它的大小和形状对所研究的问题的看成点电荷，不是看它的大小和形状，而是看它的大小和形状对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，若可以忽略不计，则它就可以看作点电荷，否则就不能影响是否可以忽略不计，若可以忽略不计，则它就可以看作点电荷，否则就不能看作点电荷，选项看作点电荷，选项A、D错误；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，选项错误；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，选项C正确。正确。答案答案BC观察探究观察探究如图所示，一带正电的物体位于如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正处，用绝缘丝线系上带正电的相同的小球，分别挂在
42、电的相同的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。此实验得出球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。此实验得出的结论是什么？的结论是什么？答案答案在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的偏角可以看出小球变量的方法进行，如本实验，根据小球的偏角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作用力和电性、电荷量关系，故得出的实验结论究电荷之间作用力和电性、电荷量关
43、系，故得出的实验结论是：电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关。是：电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关。核心要点核心要点对库仑定律的理解对库仑定律的理解探究归纳探究归纳1.库仑力的确定方法库仑力的确定方法(1)大小计算：利用库仑定律计算静电力大小时，不必将表示电性的正、负号代大小计算：利用库仑定律计算静电力大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。的绝对值即可。(2)方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。2.两个点电荷间的库仑力两个点电荷间的库仑力(1)真空中两个静止点
44、电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关。关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关。(2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电多两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电多少均无关，即作用力与反作用力总是等大反向。少均无关，即作用力与反作用力总是等大反向。3.两个带电球体间的库仑力两个带电球体间的库仑力特别提醒特别提醒两个电荷间的距离两个电荷间的距离r0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，所以违背了库时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，所
45、以违背了库仑定律的适用条件，不能再运用库仑定律计算两电荷间的相互作用力，因此不仑定律的适用条件，不能再运用库仑定律计算两电荷间的相互作用力，因此不能认为能认为F。试题案例试题案例例例2 A、B、C三点在同一直线上，三点在同一直线上，ABBC12，B点位于点位于A、C之间，在之间，在B处固处固定一电荷量为定一电荷量为Q的点电荷。当在的点电荷。当在A处放一电荷量为处放一电荷量为q的点电荷时，的点电荷时，Q所受到的静所受到的静电力为电力为F；移去；移去A处电荷，在处电荷，在C处放一电荷量为处放一电荷量为2q的点电荷，的点电荷，Q所受静电力为所受静电力为()思路点拨解答本题应注意以下三点思路点拨解答本
46、题应注意以下三点(1)静电力与电荷量大小的关系；静电力与电荷量大小的关系；(2)静电力与点电荷间距的关系；静电力与点电荷间距的关系；(3)静电力的方向规定。静电力的方向规定。答案答案B方法总结应用库仑定律应注意的事项方法总结应用库仑定律应注意的事项(1)虽然库仑定律的适用条件是在真空中，但在空气中也可以用该公式进行计算。虽然库仑定律的适用条件是在真空中，但在空气中也可以用该公式进行计算。(2)单位必须用国际单位，才有静电力常量单位必须用国际单位，才有静电力常量k9.0109 Nm2/C2。针对训练针对训练2 甲、乙两导体球，甲球带有甲、乙两导体球，甲球带有4.81016 C的正电荷，乙球带有的
47、正电荷，乙球带有3.21016 C的负电荷，放在真空中相距为的负电荷，放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径均的地方，甲、乙两球的半径均远小于远小于10 cm。(结果保留结果保留3位有效数字位有效数字)(1)试求两球之间的静电力的大小，并说明是引力还是斥力？试求两球之间的静电力的大小，并说明是引力还是斥力？(2)如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处，还能求出其作用力吗？将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处，还能求出其作用力吗？(3)由于两球不
48、同，分开后分配电荷的电荷量将不相等，且无法知道电荷量的大由于两球不同，分开后分配电荷的电荷量将不相等，且无法知道电荷量的大小，也就无法求出两球间的作用力。小，也就无法求出两球间的作用力。答案答案(1)1.381019 N引力引力(2)5.761021 N斥力斥力(3)不能不能观察探究观察探究如图，已知空间中存在三个点电荷如图，已知空间中存在三个点电荷A、B、C，请思考：，请思考：(1)A对对C的库仑力是否因的库仑力是否因B的存在而受到影响？的存在而受到影响？A、B是否对是否对C都有力的作用？都有力的作用？(2)如何求如何求A、B对对C的作用力？的作用力？核心要点核心要点库仑力的叠加库仑力的叠加
49、探究归纳探究归纳1.对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和。点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和。2.电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则。电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则。试题案例试题案例例例3 如图所示，分别在如图所示，分别在A、B两点放置点电荷两点放置点电荷Q121014 C和和Q221014 C。在。在AB的垂直平分线上有一点的垂直平分线上有一点C，且，且ABACBC6102 m
50、。如果有一电子静止放在。如果有一电子静止放在C点处，则它所受的库仑点处，则它所受的库仑力的大小和方向如何？力的大小和方向如何？解析解析电子带负电荷，在电子带负电荷，在C点同时受点同时受A、B两点电荷的作用力两点电荷的作用力FA、FB，如图所示。如图所示。由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C点的电子受到的库仑力点的电子受到的库仑力FFAFB8.01021 N，方向平行于，方向平行于AB连线由连线由B指向指向A。答案答案见解析见解析针对训练针对训练3 如图所示，有三个点电荷如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边位于一个等边三角形的三个顶点上，
