新教材 人教版高中物理必修第三册 第9章 静电场及其应用 知识点考点重点难点提炼汇总.docx

第9章静电场及其应用1.电荷 12.库仑定律 53.电场　电场强度 104.静电的防止与利用 181.电荷一、电荷1．两种电荷：自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷2．电荷量：电荷的多少，常用Q或q表示，国际单位制单位是库仑，简称库，符号是C3．原子的组成原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表现为电中性4．自由电子和离子金属中原子的最外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种能自由运动的电子叫作自由电子，失去自由电子的原子便成为带正电的离子5．摩擦起电两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电二、静电感应1．静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，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异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象2．感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程三、电荷守恒定律的两种表述1．电荷既不会创生，也不会消灭，它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另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。

2．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变四、元电荷1．定义：实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，这个最小的电荷量叫作元电荷，用符号e表示2．所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量3．元电荷的大小：e＝1.602 176 63410－19 C在计算中通常取e＝1.6010－19 C4．电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比其值＝1.761011 C/kg考点1：对感应起电的理解1．过程及现象(1)取一对用绝缘支柱支持的金属导体A、B，使它们彼此接触起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔是闭合的，如图甲所示2)带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了，这表示A、B上都带了电荷，如图乙所示3)如果把A、B分开，然后移去C，可以看到A和B仍带有电荷，如图丙所示4)让A、B接触，金属箔就不再张开，表明它们不再带电了这说明A、B所带的电荷是等量的，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和甲　　　　　乙　　　　　丙感应起电2．感应起电的本质在导体C上的电荷作用下，导体A、B上的自由电荷发生定向移动，由B端移至A端，从而引起A端带负电，B端带正电，此时若将A、B分离，导体A、B则成为带等量异种电荷的带电体。

例1】　如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电的金属球若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的有(　　)A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QAB．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QB＝QAC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QAD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且QB＝QA，而QA、QB的值与所切的位置有关D　[静电感应使得A部分带正电，B部分带负电导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分有了多余的电子而带负电，A部分缺少了电子而带正电A部分失去的电子数目和B部分多余电子的数目是相等的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀越靠近右端，负电荷密度越大；越靠近左端，正电荷密度越大所以从不同位置切开时，导体的带电荷量的值是不同的故只有D正确]分析感应起电问题时的三点提醒(1)明确带电体与感应起电的导体。

2)弄清楚导体靠近带电体的一端和远离带电体的另一端，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷3)注意拿走物体的顺序，若保持带电体不动，先分开导体的靠近端和远离端，再移走带电体，则靠近端带异种电荷，远离端带同种电荷若先移走带电体，则导体上的电荷会立即中和，不再带电考点2：元电荷与电荷守恒定律1．对元电荷的认识(1)一个电子、一个质子或一个正电子所带的电荷量都是e，所有带电体的电荷量等于e或者是e的整数倍2)元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量因为物体的带电荷量通常较小，因此可用元电荷的整数倍方便地表示，如电子的带电荷量为－e，即表示电子的带电荷量为－1.6010－19 C2．对电荷守恒定律的理解(1)电荷守恒定律的另一种表达：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变如接触带电时不带电物体与带电物体接触后，电荷在两物体上重新分配，但总电荷量不变摩擦起电实质上是电子在不同物体间的转移2)接触带电时，两个完全相同的导体球相互接触，则电荷量平分若两导体球带同种电荷，会把总电荷量平分；若带异种电荷，则先中和然后再把剩余电荷量平分例2】　甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.610－15 C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是(　　)A．乙物体也带了1.610－15 C的正电荷B．甲物体失去了104个电子C．乙物体失去了104个电子D．甲、乙两物体共失去了2104个电子B　[甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.610－15 C的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带1.610－15 C的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，所以正确的选项是B。

]规律方法(1)同一物体与不同物体摩擦是失去电子还是得到电子，取决于相互摩擦的两物体的原子核对电子束缚能力的相对强弱2)任何起电方式都是电荷的转移，在同一隔离系统中正、负电荷的代数和不变2.库仑定律一、电荷之间的作用力1．实验探究(1)带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角2)在电荷量不变的情况下，小球离带电体越近，角度θ越大，离带电体越远，角度θ越小3)在距离不变的情况下，带电体电荷量越大，角度θ越大，电荷量越小，角度θ越小4)结论：影响两电荷之间相互作用力的因素：距离、电荷量电荷间的相互作用力随带电体间距离的减小而增大，随带电体所带电荷量的增加而增大2．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上3．静电力：电荷之间的相互作用力，也叫库仑力4．点电荷：当带电体之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的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看作带电的点点电荷是一种理想化模型二、库仑的实验1．实验装置　2．实验步骤(1)改变A和C之间的距离，记录每次扭丝扭转的角度，便可找出力F与距离r的关系。

2)改变A和C的带电荷量，记录每次扭丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q之间的关系3．实验结论(1)力F与距离r的二次方成反比，F∝2)力F与电荷量q1和q2的乘积成正比，F∝q1q24．库仑定律表达式：F＝k，其中静电力常量k＝9.0109 Nm2/C2三、静电力计算1．两个点电荷间的作用力不会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这个点电荷的作用力的矢量和考点1：对点电荷的理解1．点电荷是物理模型只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在2．带电体看成点电荷的条件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和大小对相互作用力的影响很小，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，带电体就能看成点电荷3．注意区分点电荷与元电荷(1)元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷的整数倍例1】　(多选)下列关于点电荷的说法正确的是(　　)A．两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理AD　[无论两带电体自身大小怎样，当两带电体之间的距离远大于它们的大小时，带电体本身的大小对于所研究的问题影响很小，可把带电体看作点电荷，选项A正确，而选项C错误；尽管带电体很小，但两带电体相距很近，以至于本身的大小和形状对问题的影响不能忽略，两带电体也不能被看作点电荷，选项B错误；两个带电金属小球，若离的很近，两球所带的电荷在静电力作用下会分布不均，电荷的分布影响到静电力的大小，若带同种电荷，相互排斥，等效的点电荷间距大于球心距离；若带异种电荷，相互吸引，等效的点电荷间距小于球心距离，因此，选项D正确。

]对点电荷的两点理解(1)带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否忽略2)同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不可以看作点电荷考点2：对库仑定律的理解1．库仑定律的适用条件是(1)真空2)静止点电荷这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立2．静电力的大小计算和方向判断(1)大小计算利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可2)方向判断在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸3．库仑定律与万有引力定律的比较(1)库仑定律和万有引力定律都遵从与距离的二次方成反比规律，人们至今还不能说明它们的这种相似性2)两个定律列表比较如下物理定律比较内容　　　万有引力定律库仑定律公式F＝F＝产生原因只要有质量，就有引力，因此称为万有引力，两物体间的万有引力总是引力存在于电荷间，两带电体的库仑力由电荷的性质决定，既有引力，也有斥力相互作用吸引力与它们质量的乘积成正比库仑力与它们电荷量的乘积成正比相似遵从牛顿第三定律与距离的关系为平方反比都有一个常量(3)对于微观的带电粒子，它们之间的库仑力要比万有引力大得多。

电子和质子的静电引力F1是它们间万有引力F2的2.31039倍，正因如此，以后在研究带电微粒间的相互作用时，可以忽略万有引力例2】　两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为(　　)A．F　　　　B．F　　　C.F　　　D．12FC　[由库仑定律知F＝k，当两小球接触后，带电荷量分别为Q、Q，故后来库仑力F′＝k＝k，由以上两式解得F′＝F，C项正确]规律方法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，但无法确定所带电荷量的多少2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有：①⇒⇒⇒②⇒⇒⇒考点3：库仑定律的应用1．分析带电体在有库仑力。