考綱內容要求考綱解讀物質的電結構、電荷守恒Ⅰ 1.多個電荷庫侖力的平衡和場
強疊加問題．
2．利用電場線和等勢面確定
場強的大小和方向，判斷電勢高
低、電場力變化、電場力做功和電
勢能的變化等．
3．帶電體在勻強電場中的平
衡問題及其他變速運動的動力學
問題．
4．對平行板電容器電容決定
因素的理解，解決兩類有關動態變
化的問題．
5．分析帶電粒子在電場中的
加速和偏轉問題．
6．示波管、靜電除塵等在日
常生活和科學技術上的應用.
靜電現象的解釋Ⅰ
點電荷Ⅰ
庫侖定律Ⅱ
靜電場Ⅰ
電場強度、點電荷的場強Ⅱ
電場線Ⅰ
電勢能、電勢Ⅰ
電勢差Ⅱ
勻強電場中電勢差與電場強度的
關系
Ⅰ
帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ
示波管Ⅰ
常用的電容器Ⅰ
電容器的電壓、電荷量和電容的關
系
Ⅰ
第1課時電荷守恒定律庫侖定律
導學目標 1.能利用電荷守恒定律進行相關判斷.2.會解決庫侖力參與的平衡及動力學問題．
一、電荷守恒定律
[基礎導引]
如圖1所示，用絕緣細線懸掛一輕質小球b，并且b球表面鍍有一層
金屬膜，在靠近b球旁有一金屬球a，開始時a、b均不帶電，若給a
球帶電，則會發生什么現象？
[知識梳理]
1．物質的電結構：構成物質的原子本身包括：__________的質子和
__________的中子構成__________，核外有帶________的電子，整個原子對外
圖2
____________表現為__________．
2．元電荷：最小的電荷量，其值為e ＝________________.其他帶電體的電荷量皆為元電荷的__________． 3．電荷守恒定律
(1)內容：電荷既不會創生，也不會消滅，它只能從一個物體________到另一個物體，或者從物體的一部分________到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量____________． (2)起電方式：____________、____________、感應起電． (3)帶電實質：物體帶電的實質是____________．
思考：當兩個完全相同的帶電金屬球相互接觸時，它們的電荷如何分配？ 二、庫侖定律 [基礎導引]
如圖2所示，兩個質量均為m 的完全相同的金屬球殼a 和b ，其 殼層的厚度和質量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心 間的距離l 為球半徑的3倍．若使它們帶上等量異種電荷，電荷
量的絕對值均為Q ，試比較它們之間的庫侖力與kQ 2
l 2的大小關系，
如果帶同種電荷呢？ [知識梳理]
1．點電荷：是一種理想化的物理模型，當帶電體本身的______和________對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點電荷． 2．庫侖定律
(1)內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成____________，與它們的距離的二次方成________，作用力的方向在它們的________上． (2)公式：F ＝________________，其中比例系數k 叫做靜電力常量，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2.
(3)適用條件：①__________；②____________.
3．庫侖定律的理解：庫侖定律的適用條件是真空中的靜止點電荷．點電荷是一種理想化的物理模型，當帶電體間的距離遠遠大于帶電體的自身大小時，可以視其為點電荷而適用庫侖定律，否則不能適用．
思考：在理解庫侖定律時，有人根據公式F ＝k q 1q 2
r 2，設想當r →0時得出F →∞的結論，
請分析這個結論是否正確.
考點一 電荷守恒定律及靜電現象 考點解讀
1．使物體帶電的三種方法及實質
摩擦起電、感應起電和接觸帶電是使物體帶電的三種方法，它們的實質都是電荷的轉
移．實現電荷轉移的動力是同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引． 2．驗電器與靜電計的結構與原理
玻璃瓶內有兩片金屬箔，用金屬絲掛在一根導體棒的下端，棒的上端通過瓶塞從瓶口伸出(如圖3甲所示)．如果把金屬箔換成指針，并用金屬做外殼，這樣的驗電器又叫靜電計(如圖乙所示)．注意金屬外殼與導體棒之間是絕緣的．
不管是靜電計的指針還是驗電器的箔片，它們張開角度的原因都是同種電荷相互排斥的結果．
圖3
典例剖析
例1 使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開．下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是 ( )
特別提醒 電荷守恒定律是電學中的基本規律之一，對電荷守恒定律的考查每年都有，但往往滲透在各類電學題目中，很少單獨考查；而對感應起電的考查難度不大，一般出現在選擇題中．
跟蹤訓練1 把兩個完全相同的金屬球A 和B 接觸一下，再分開一段距離，發現兩球之間互相排斥，則A 、B 兩球原來的帶電情況可能是( ) A ．帶等量異種電荷 B ．帶等量同種電荷 C ．帶不等量異種電荷 D ．一個帶電，另一個不帶電
考點二 庫侖力作用下的平衡問題與動力學問題 考點解讀
1．庫侖定律的表達式為F ＝k q 1q 2
r 2，其適用條件是真空中兩靜止點電荷之間相互作用的靜電
力．庫侖定律與平衡問題聯系比較密切，因此關于靜電力的平衡問題是高考的熱點內容，題型多以選擇題為主．對于這部分內容，需要注意以下幾點：一是明確庫侖定律的適用
圖4
圖5
條件；二是知道完全相同的帶電小球接觸時電荷量的分配規律；三是進行受力分析，靈活應用平衡條件． 2．三個自由點電荷的平衡問題
(1)條件：兩個點電荷在第三個點電荷處的合場強為零，或每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反．
(2)規律：“三點共線”——三個點電荷分布在同一條直線上； “兩同夾異”——正負電荷相互間隔； “兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小； “近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷． 典例剖析
例2 (2009·江蘇高考)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為r
2，
則兩球間庫侖力的大小為 ( ) A.112F B.34F C.4
3F D ．12F 思維突破 分析帶電體力學問題的方法與純力學問題的分析方法一樣，學會把電學問題力學化．分析方法是：
(1)確定研究對象．如果有幾個物體相互作用時，要依據題意，適當選取“整體法”或“隔離法”；
(2)對研究對象進行受力分析，多了個靜電力(F ＝kq 1q 2
r 2)；
(3)列平衡方程(F 合＝0或F x ＝0，F y ＝0)或牛頓第二定律． 跟蹤訓練2 (2009·浙江理綜)如圖4所示，在光滑絕緣水平面上 放置3個電荷量均為q (q >0)的相同小球，小球之間用勁度系數 均為k 0的輕質彈簧絕緣連接．當3個小球處在靜止狀態時，每根彈
簧的長度為l .已知靜電力常量為k ，若不考慮彈簧的靜電感應，則每根彈簧的原長為( )
A ．l ＋5kq 22k 0l 2
B ．l －kq
2k 0l 2
C ．l －5kq 24k 0l 2
D ．l －5kq 2
2k 0l 2
18.挖掘隱含條件尋求解題突破
例3 如圖5所示，豎直平面內有一圓形光滑絕緣細管，細管截面半徑 遠小于半徑R ，在中心處固定一帶電荷量為＋Q 的點電荷．質量為 m 、帶電荷量為＋q 的帶電小球在圓形絕緣細管中做圓周運動，當小 球運動到最高點時恰好對細管無作用力，求當小球運動到最低點時
對管壁的作用力是多大？
方法提煉 在審題過程中，不但要了解題目所描述的是什么物理現象，物理過程如何，求解什么問題，更重要的是要對題目文字和圖象的關鍵之處仔細領會，從中獲取有效信息，即所謂要挖掘題目中的隱含條件，對有些物理問題，能否快速正確地挖掘隱含條件可成為解
圖6
圖7
圖8 題的關鍵．本題中“細管截面半徑遠小于半徑R ”表明小球做圓周運動的半徑就是R ；“小球在最高點時恰好對細管無作用力”表明在最高點時小球所需向心力由重力和庫侖力二力的合力提供．另外庫侖力參與的動力學問題與牛頓運動定律中的動力學問題本質上是相同的，值得注意的兩點是：(1)列方程時，注意庫侖力的方向，如本題中在最高點時向上，在最低點時向下；(2)本題中，庫侖力總與速度方向垂直，庫侖力不做功． 跟蹤訓練3 三個帶電荷量均為Q (正電)的小球A 、B 、C 質量均為m ， 放在水平光滑絕緣的桌面上，分別位于等邊三角形的三個頂點，其邊 長為L ，如圖6所示，求：
(1)在三角形的中心O 點應放置什么性質的電荷，才能使三個帶電小 球都處于靜止狀態？其電荷量是多少？
(2)若中心電荷帶電荷量在(1)問基礎上加倍，三個帶電小球將加速運動，求其加速度大小； (3)若中心電荷帶電荷量在(1)問基礎上加倍后，仍保持三個小球相對距離不變，可讓它們繞中心電荷同時旋轉，求旋轉的線速度大?。?/span>
A 組 對電荷及電荷守恒定律的考查
1．以下說法正確的是 ( ) A ．物體所帶的電荷量是任意實數 B ．元電荷就是電子或質子
C ．物體所帶電荷量的最小值是1.6×10
－19
C
D ．凡試探電荷都是點電荷，凡點電荷都能作試探電荷
2. 如圖7所示，A 、B 是兩個帶有絕緣支架的金屬球，它們原來均不帶 電，并彼此接觸．現使帶負電的橡膠棒C 靠近A (C 與A 不接觸)，然 后先將A 、B 分開，再將C 移走．關于A 、B 的帶電情況，下列判斷 正確的是 ( ) A ．A 帶正電，B 帶負電 B ．A 帶負電，B 帶正電 C ．A 、B 均不帶電 D ．A 、B 均帶正電
B 組 庫侖力作用下的平衡問題
3．兩個可自由移動的點電荷分別放在A 、B 兩處，如圖8所示．A 處電荷帶正電荷量Q 1，B 處電荷帶負電荷量Q 2，且Q 2＝4Q 1，
另取一個可以自由移動的點電荷Q 3，放在AB 直線上，欲使整個系統處 于平衡狀態，則 ( ) A ．Q 3為負電荷，且放于A 左方
