2024届高考物理一轮复习学案：电荷守恒定律、库仑定律

高三物理一轮复习教（学）案30 

 电荷守恒定律   库仑定律      编写        审核        

一、知识强化

1、电荷及其产生

（1）自然界中只存在两种电荷：      电荷和      电荷。电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。物体所带电荷量的多少叫做        。

（2）使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电和接触起电。说明：摩擦起电并不是创造了电荷，而是电荷在物体间的      。在摩擦过程中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。

（3）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体两端带上等量异种电荷，这种现象叫静电感应。注意：金属导体中能自由移动的只有       。

2、元电荷：元电荷又称“基本电量”，是最小的电荷量，即e=1.6×10-19C。注意：它不是带电实体，所有带电体的电荷量都是元电荷带电量的        倍。同时注意元电荷与点电荷的区别。

3、电荷守恒定律

（1）电荷既不能创生，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到物体的另一部分，在转移的过程中，电荷的      保持不变，这个结论叫电荷守恒定律。

（2）电量的分配：两个大小、形状完全相同的带电金属球相碰后，电荷先总和（注意正负）后平分，最终两带电体所带带电量一定相等。

4、库仑定律

（1）内容：真空中两个点电荷之间相互作用的静电力，跟它们的电荷量的     成正比，跟它们的距离的      成反比，作用力的方向在它们的     上，这个规律叫做库仑定律。电荷间这种相互作用的力，叫做静电力或库仑力。

（2）公式：F=kQ1Q2/r2，式中的k叫做静电力常量，由实验测得：k=9.0×109N·m2/C2。

5、理解和应用库仑定律时应注意的问题

（1）在用公式F=kQ1Q2/r2计算时，Q1、Q2只代入数值来计算库仑力的大小，相互作用力的方向根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断。另外，不能错误地推论：当r→0时，F→∞，其实，在这样的条件下，即使两个体积再小的带电体也不能再看作点电荷了。

（2）当多个带电体同时存在时，任两个带电体之间的相互作用仍遵守库仑定律，任一个带电体同时受到多个库仑力的作用，可利用力的合成的平行四边形定则求出合力。

二、典型例题（单选）

（      ）1．关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是

A．元电荷实质上是指电子和质子本身

B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

C．体积很大的带电体一定不能看作点电荷

D．点电荷一定是电量很小的电荷

（      ）2．如图所示，用与丝绸摩擦过的玻璃棒（带正电）靠近原来不带电的验电器的金属球，但两者不接触，通过观察发现指针发生了偏转。对此现象的正确解释是

A．金属球带正电，指针带正电

B．金属球带负电，指针带负电

C．金属球带负电，指针带正电

D．金属球带正电，指针带负电

（      ）3．两个完全相同的小金属球，它们带异种电荷，电荷量之比为5∶1（皆可视为点电荷），它们在相距一定距离时相互作用力为F1。如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1∶F2为

A．5∶2             B．5∶4             C．5∶6              D．5∶8

（      ）4．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止。则以下判断正确的是

A．a对b的静电力一定是引力

B．a对b的静电力可能是斥力

C．a的电量可能比b少

D．c的电量一定比a多

（      ）5．如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电量分别为2q和-q，两球间用绝缘线连接，甲球又用绝缘线悬挂在天花板上，在两球所在空间又有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时绝缘线都被拉紧，则平衡时的可能位置是图中的

6．如图所示，电荷量Q=2×l0-7C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m=2×10-4kg、电荷量为q=1×l0-7C的另一正点电荷B从O点正上方高于0.5m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P。若静电力常量k=9×109Nm2/C2，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）B运动到距O点l=0.5m处的加速度大小；

（2）P、O间的距离h。

高三物理一轮复习作业30

班级           姓名           学号            

一、单选题

（      ）1．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是

A．摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷

B．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体

C．感应起电说明不带电的物体自身创造了电荷

D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了

（      ）2．真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的3倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的           

A．7倍

B．8倍

C．9倍

D．10倍

（      ）3．真空中有两个点电荷Q1和Q2，相距18cm，已知Q1是正电荷，其电量为1.8×10-12C，它们之间的引力大小为1.0×10-12N，由此可知Q2的电量和性质是

A．2.0×10-12C，负电

B．1.0×10-12C，负电

C．9.0×10-12C，负电

D．9.0×10-12C，正电

（      ）4．如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，原来两球不带电时，上、下两根细线的拉力分别为F1、F2。现在两球都带上同种电荷，此时上、 下两根细线的拉力分别为F3、F4。则下列判断正确的是

A．F1=F3，F2＞F4

B．F1=F3，F2＜F4

C．F1＜F3，F2＞F4

D．F1＞F3，F2＞F4

（      ）5．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，若A带电＋Q，B带电-9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为

A．正，B的右边0.4m处

B．正，B的左边0.2m处

C．负，A的左边0.2m处

D．负，A的右边0.2m处

（      ）6．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和8q，它们之间作用力的大小为F，有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，用C跟A、B两小球反复接触后移开，此时A、B间的作用力大小为

A．F/8

B．3F/8

C．7F/8

D．9F/8

（      ）7．两个大小完全相同的金属小球带有电量不等的电荷，它们相隔某一距离时，相互作用的库仑力大小为F1。现将两小球接触后又放回到原位置，它们之间相互作用的库仑力大小为F2。下列说法中正确的是

A．若F1<F2，则两小球原来所带电的电性一定相反

B．若F1<F2，则两小球原来所带电的电性一定相同

C．若F1=F2，则两小球原来所带电的电性一定相同

D．若F1>F2，则两小球原来所带电的电性一定相反

（      ）8．两相同的带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示，平衡时，两小球相距r，两小球的直径比r小得多。若将两小球的电量同时各减少一半，当它们重新平衡时，两小球的距离

A．大于r/2

B．等于r/2

C．小于r/2

D．无法确定

二、计算题

9．如图所示，把一个质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起，然后将带电荷量为+4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3cm时，丝线与竖直方向夹角为450，取g =10m/s2。则：

（1）此时小球B受到的库仑力F的大小为多少？

（2）小球A带何种电荷？

（3）小球A所带电荷量大小是多少？

高三物理一轮复习教（学）案30参考答案

典型例题：1．B  2．C  3．B  4．A  5．C

6．（1） 6.4m/s2；（2）0.3m

课时作业：1．B  2．C  3．A  4．B  5．C  6．D  7．D  8．A

9．（1）2×10-3N（2）负电荷（3）5×10-9C