專題一 深刻理解電荷守恒定律和庫侖定律

1、專題一 深刻理解電荷守恒定律和庫侖定律第1頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日條件：真空中點電荷大小:Q1 Q2帶電量的絕對值.方向：在兩點電荷的連線上，同斥異吸.電荷間的相互作用力為一對作用力和反作用力，遵循牛頓第三定律.它們等大、反向、共線,這跟兩個點電荷所帶電量是否相等無關(guān).三要素合成分解時遵從平行四邊形法則，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度.作用點:分別作用在兩個點電荷上.力的共性該定律是實驗定律，由法國物理學(xué)家?guī)靵鲇门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)的，其方法與卡文迪許的扭秤實驗有驚人的相似.庫侖定律與萬有引力定律又是一個驚人相似專題一 庫侖定律和電荷守恒定律的理解1. 庫侖定律第2頁，共1

2、2頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日2.電荷守恒定律一個物體另一個物體物體的一部分物體另一部分電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移三種起電使物體帶電的方法及實質(zhì)a.摩擦起電c.感應(yīng)起電b.接觸起電系統(tǒng)的電荷總量保持不變電荷守恒定律兩個完全相同的金屬小球接觸時的電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和,后平分;原帶同種電荷的總電量平分.”然后利用庫侖定律求解.注意絕緣體帶電球是不能中和的.第3頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日Lab1.（2007年上海盧灣區(qū)模擬題）如圖所示，兩個質(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，

3、為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，使其電量的絕對值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬有引力F1和庫侖力F2分別為（ ）C注意庫侖定律的適用條件.真理是相對的.兩球帶同(異)種電荷時,由于電荷的相互作用,使兩球電荷中心距離大(小)于兩球心距離.第4頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日2.（2009年江蘇物理卷1）兩個分別帶有電荷量Q和+3Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閞/2，則兩球間庫侖力的大小為（ ） AF/12 B3F/4 C4F/3 D12FC帶異種電荷的兩個完全相同的金屬小球接觸

4、后，電量先中和,后平分第5頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日3.（2004年天津理綜卷17）中子內(nèi)有一個電荷量為+2e/3的上夸克和兩個電荷量為 - e/3的下夸克，一簡單模型是三個夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖1所示。圖2給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是 （ ） r+2e/3-e/3-e/3120120 r圖1BACD+2e/3-e/3-e/3F3F1F2+2e/3-e/3-e/3F3F1F2+2e/3-e/3-e/3F3F1F2+2e/3-e/3-e/3F3F1F2圖2 BF1F2解析：下夸克受F1和F2作用，將F2正交分解可知，F(xiàn)2的水平分量

5、與F1大小相等，因此其合力方向豎直向上?？膳懦鼳、C、D選項。第6頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日4有兩個帶電小球，電量分別為Q和9Q，在真空中相距0.4m.如果引進第三個帶電小球，正好使三個小球都處于平衡狀態(tài)，第三個小球帶的是哪種電荷？應(yīng)放在什么地方？電量是Q的幾倍？由此第三個小球帶負電,應(yīng)放在Q和9Q的連線上，且距Q為0.1m處,，電量為Q的9/16倍+Q+9QABd-qCFACFBCFBAFCAFABFCB由解出x=d/4=0.1m 代入(1)解出q=9Q/16x解：對三個小球進行受力分析，對A、C小球根據(jù)平衡條件有“三點共線,兩同夾異, 兩大夾小,近小遠大”.第

6、7頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日5.（2009年浙江理綜卷16）如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當3個小球處在靜止狀態(tài)時，每根彈簧長度為l，已知靜電力常量為k ，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為（ ）A. B. C. D.k0k0llqqqC第8頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日6.（1995年上海物理卷7）一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為Q的電荷，另一電量為q的點電荷放在球心O上，由于對稱性，點電荷受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)的一個小圓

7、孔，求此時置于球心的點電荷所受力的大小為_,（已知靜電引力恒量為k）方向_答案 : 由球心指向小孔中心解析：利用對稱性和填補法,將小圓孔帶的電荷看成點電荷,它所帶電量為r2Q/4R2,它對球心處點電荷q的作用力與剩下部分對點電荷q的作用力等大、反向、共線.關(guān)鍵詞 填補 對稱 等效替換整體法:整個球殼上的電荷對球心處點電荷的靜電力為零; 隔離法:挖去部分和剩下部分對球心處點電荷靜電力二力平衡.rR的含義補上電荷可以看成點電荷補上曲面可以看成平面對于挖補法注意電荷是面分布的還是線分布的，所給的電量Q是補上以前的電量還是補上以后的電量第9頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日7在演

8、示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示，則下面說法中正確的是( )A鋅板帶正電，指針帶負電B鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負電，指針帶正電D鋅板帶負正電，指針帶負電弧光燈B弧光燈照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子，鋅板及與它連在一起的驗電器帶正電思考：若用帶負電的小球與鋅板接觸，則驗電器的指針張角如何變化？減小物體帶電的實質(zhì)就是電子的得失或轉(zhuǎn)移的過程，不是產(chǎn)生電荷，得到電子帶負電，失去電子帶正電第10頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日8.甲球帶有4.81016 C的正電荷，乙球帶有3.2101

9、6 C的負電荷，放在真空中相距為10cm的地方，甲、乙兩球的半徑遠小于10 cm(1)試求兩球之間的庫侖力，并說明是引力還是斥力(2)將兩個導(dǎo)體球相互接觸再放回原處，其作用力多大？是斥力還是引力？(1)1.41019 N , 引力.（2）無法確定,斥力.真理是相對的.一定要注意物理規(guī)律的適用條件.兩個完全相同的金屬小球接觸時的電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和,后平分;原帶同種電荷的總電量平分.”然后利用庫侖定律求解.注意絕緣體帶電球是不能中和的.第11頁，共12頁，2022年，5月20日，1點17分，星期日9.有三個完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定 ，相距r，然后讓C球反復(fù)與A、B球多次接觸，最后移去C球，試問A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?4/7解：最后三個