高中物理 第1章 電荷的相互作用章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 滬科版選修31

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1、 第1章 電荷的相互作用 [鞏固層知識(shí)整合] [體系構(gòu)建] [核心速填] 1．電荷 (1)三種起電方式：摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電． (2)兩種電荷：自然界中只存在兩種電荷——正電荷和負(fù)電荷．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引． (3)元電荷：電荷的多少叫作電荷量，通常把e＝1.610－19 C的電荷量叫作元電荷． 2．電荷守恒定律 電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變． 3．庫(kù)侖定律 (1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們

2、的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上． (2)表達(dá)式：F＝k. (3)適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷． [提升層能力強(qiáng)化] 電荷守恒定律和庫(kù)侖定律 1．電荷守恒定律是自然界重要的基本規(guī)律之一，它也可以表述為：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷量的代數(shù)和總是保持不變． 2．庫(kù)侖定律適用于真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，電荷間的相互作用力稱為靜電力或庫(kù)侖力，空間中有多個(gè)電荷時(shí)，某電荷受的靜電力是其他所有電荷單獨(dú)對(duì)其作用的靜電力的矢量和． 3．電荷守恒定律與庫(kù)侖定律相結(jié)合的命題方式在高考中時(shí)有出現(xiàn)，是高考熱點(diǎn)之一． 　(多選)兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電荷量之比1∶7，相距

3、r，兩者相互接觸后，再放回原來(lái)的位置，則相互作用力可能是原來(lái)的(　　) A.　　　 B. C. D. CD　[設(shè)兩金屬小球所帶電荷量分別為q和7q，當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量變?yōu)?q，所以庫(kù)侖力是原來(lái)的.當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量是先中和后平分，電量變?yōu)?q，所以庫(kù)侖力是原來(lái)的.故C、D正確，A、B錯(cuò)誤．故選CD.] 解決本題的關(guān)鍵掌握庫(kù)侖定律的公式F＝k，注意兩個(gè)金屬小球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷． [針對(duì)訓(xùn)練] 1．(多選)兩個(gè)完全相同的小金屬球，它們的帶電荷量

4、之比為5∶1(皆可視為點(diǎn)電荷)，它們?cè)谙嗑嘁欢ň嚯x時(shí)相互作用力為F1，如果讓它們接觸后再放回各自原來(lái)的位置上，此時(shí)相互作用力變?yōu)镕2，則F1∶F2可能為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682033】 A．5∶2 B．5∶4 C．5∶6 D．5∶9 BD　[它們?cè)谙嗑嘁欢ň嚯x時(shí)相互作用力為F1＝k；若兩電荷異性，接觸后再分開，兩球電量的絕對(duì)值為2q，此時(shí)兩球的庫(kù)侖力F2＝k＝F1，則F1∶F2為5∶4，若兩電荷同性，接觸后再分開，兩球電量的絕對(duì)值為3q，此時(shí)兩球的庫(kù)侖力F2＝k＝F1，則F1∶F2為5∶9，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤．] 2．有3個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電荷量7Q，B

5、帶電荷量－Q，C球不帶電，今將A、B固定起來(lái)，然后讓C反復(fù)與A、B球接觸，最后移去C球，求A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少？ 【解析】　C與A、B反復(fù)接觸，最后A、B、C三球電荷量均分， 即qA′＝qB′＝qC′＝＝2Q A、B間的作用力F′＝k＝ 原來(lái)A、B間作用力F＝k＝，所以＝. 【答案】　 三電荷平衡模型 1．建模背景：力的平衡是歷年來(lái)考試的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，三個(gè)電荷在它們之間庫(kù)侖力作用下均處于平衡狀態(tài)，稱之為三電荷平衡模型．三電荷平衡模型題型是典型的力電結(jié)合的綜合題型． 2．模型特點(diǎn) (1)三點(diǎn)共線：三個(gè)點(diǎn)電荷一定分布在一條直線上． (2)兩同夾異：兩側(cè)的點(diǎn)電

6、荷電性相同，中間的點(diǎn)電荷的電性與兩側(cè)的相反． (3)兩大夾?。禾幱谥虚g的點(diǎn)電荷的帶電量較?。? (4)近小遠(yuǎn)大：三個(gè)點(diǎn)電荷中電荷量較小的兩個(gè)點(diǎn)電荷距離較近． 　如圖11所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q.現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷處于平衡狀態(tài)．問(wèn)：C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電？應(yīng)放于何處？所帶電荷量為多少？ 圖11 【解析】　根據(jù)平衡條件判斷，C應(yīng)帶負(fù)電，放在A的左邊且和AB在一條直線上．設(shè)C帶電荷量為q，與A點(diǎn)相距為x，則以A為研究對(duì)象，根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件，得： k＝k， 以C為研究對(duì)象，則k＝k， 解得：x＝r＝0.2 m

7、，q＝－Q， 故C應(yīng)放在A的左邊0.2 m處，帶電荷量為－Q. 【答案】　C應(yīng)帶負(fù)電，放在A的左邊0.2 m處，帶電荷量為－Q. 三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡的規(guī)律可概括為：三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大. [針對(duì)訓(xùn)練] 3．兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別在A、B兩處，如圖12所示．A處電荷帶正電Q1，B處電荷帶負(fù)電Q2，且Q2＝4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3，放在直線AB上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682034】 圖12 A．Q3為負(fù)電荷，且放于A左方 B．Q3為負(fù)電荷，且放于B右方 C．Q3為正電荷，且放于A與B之間 D．Q

8、3為正電荷，且放于B右方 A　[根據(jù)“兩同夾異”和“兩大夾小”的原則，Q3應(yīng)為負(fù)電荷，且放于A的左方，故選A.] 4．如圖13所示，在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線依次排列三個(gè)帶電小球A、B、C(可視為質(zhì)點(diǎn))．若它們恰能處于平衡狀態(tài)，那么這三個(gè)小球所帶的電荷量及電性的關(guān)系，下面的情況可能的是(　　) 圖13 A．－9、4、－36 B．4、9、36 C．－3、2、8 D．3、－2、6 A　[對(duì)中間小球B，F(xiàn)AB＝FCB，故由庫(kù)侖定律知QA和QB、QC和QB必須為異種電荷，B、C錯(cuò)誤．以A球(C球也可以)為研究對(duì)象知FCA＝FBA，如圖所示． 即k＝k.由于rAC＝rAB＋r

9、BC>rAB，因此可知QB