专题7.1 电荷守恒定律 库仑定律
1.能解释静电感应现象,会利用电荷守恒定律解答有关静电问题.
2.掌握库仑定律,会利用平衡条件或牛顿第二定律解答电荷平衡或运动问题.
知识点一、电荷及电荷守恒定律
1.元电荷、点电荷
(1)元电荷:e=1.6×10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同.
(2)点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.
2.电荷守恒定律
(1)内容: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)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.
(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.
(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带相同电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分.
3.感应起电:感应起电的原因是电荷间的相互作用,或者说是电场对电荷的作用.
(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
(2)当有外加电场时,电荷向导体两端移动,出现感应电流.
知识点二、库仑定律
1.内容: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.
2.表达式:F=k,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫静电力常量.
3.适用条件:真空中静止的点电荷.
【拓展提升】
1.静电力的确定方法
(1)大小计算:利用库仑定律计算静电力大小时,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:利用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断。
2.库仑定律的两个应用
(1)计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。
(2)分析两个带电球体间的库仑力。
①两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,库仑定律也适用,二者间的距离就是球心间的距离。
②两个规则的带电金属球体相距比较近时,不能被看成点电荷,此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。如图甲,若带同种电荷,由于排斥而作用距离变大,此时F<k;如图乙,若带异种电荷,由于吸引而作用距离变小,此时F>k。