第1章靜電場
第1節靜電現象及其微觀解釋
思維啟用
1.在天氣乾燥的日子裡，你與人握手、觸控金屬器具、脫化纖衣服時，會感覺到有一股「魔力」把你「猛擊」一下，夜間還可能閃出火花.你知道這股「魔力」是怎麼回事嗎？
2.我們經常在路上看到油罐車的後面拖著一條尾巴(鐵鍊)，你知道這條鐵鍊是做什麼用的嗎？
答案：自主整理
1.靜電的產生
(1)使物體帶電的三種方式
通過摩擦的方式使物體帶電.
通過與帶電體接觸的方式使物體帶電.
通過靜電感應使物體帶電.
(2)靜電感應
導體由於而出現帶電的現象.
(3)帶電體的電性
物理學規定帶正電帶負電.
更多試驗結果表明電荷相互排斥電荷相互吸引.
2.原子結構與電荷守恆
(1)電荷守恆定律
電荷既不能也不能只能或者在任何轉移的過程中不變.
(2)利用原子結構對物體帶電的解釋
使物體帶電的過程實際上是物體電子的過程，原來不帶電的物體電子帶負電電子帶正電.
3.靜電的應用與防護
(1)靜電的應用
雷射列印、靜電影印等.
(2)靜電的防護
防止靜電產生危害的方法是及時將導走.
高手筆記
三種方式產生靜電的原因
(1)摩擦起電：不同的物體束縛電子的能力不同.當物體相互摩擦時，束縛電子能力弱的物體會失去電子而帶正電，相對應的另一物體就會得到電子而帶負電.
例如：玻璃棒與絲綢摩擦時，由於玻璃棒容易失去電子而帶正電；硬橡膠棒與毛皮摩擦時，由於硬橡膠棒容易得到電子而帶負電.
(2)接觸帶電：電子是在不斷移動的.乙個不帶電的金屬導體跟另乙個帶電的金屬導體接觸後分開，一部分電子會從帶電的導體上轉移到不帶電的導體上，從而使不帶電導體帶電.
(3)感應帶電：利用靜電感應使物體帶電.當帶電體靠近導體時，由於電荷間的相互吸引或排斥，導體內的自由電子會向靠近或遠離帶電體的方向移動，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離的一端帶同號電荷.
(4)產生靜電的實質：在帶電體的作用下，導體上的電荷發生了分離，從乙個物體轉移到另乙個物體(摩擦起電、接觸帶電)，或從導體的一部分轉移到另一部分(感應起電)，從而使導體顯示出電性.但電荷的總量是不變的.
名師解惑
1.帶電體為什麼能吸引輕小物體？
2.為什麼感應起電後用手觸控導體靠近帶電體的一端，導體仍顯示與帶電體相反的電性？(如：
帶正電的導體c靠近不帶電的導體a，a由於靜電感應帶電.用手觸控a右端後撤去c，發現a帶負電)
講練互動
【例1】 如圖，有一帶正電的驗電器，當一金屬球a靠近驗電器的小球b時，驗電器金箔張角減小，則( )
a.金屬球可能不帶電b.金屬球可能帶負電
c.金屬球可能帶正電d.金屬球一定帶負電
綠色通道
電荷間的相互作用規律和靜電感應現象是解決這類問題的關鍵.
變式訓練
1.當某帶電導體靠近不帶電的驗電器的金屬小球時，兩金箔張角將如何變化？
【例2】 現有一帶負電的電荷a，另有一不能拆開的導體b，而再也找不到其他的導體可供利用.你如何能使導體b帶上正電？
變式訓練
2.將帶負電的電荷a靠近不帶電的導體b，同時用一導線從導體b靠近a的一端接地，問b上將帶什麼電？
體驗**
問題1:你能否不用膠水、膠布等粘合的東西而把報紙貼在牆上不掉下來？
導思:輕巧的物體帶靜電後就能夠被吸附，那麼，若讓報紙帶上靜電，是否也可被吸附呢?
**:將報紙開啟平鋪在牆上，用直尺或梳子的側面在報紙上迅速地摩擦幾下，報紙就像粘在牆上一樣掉不下來了.
問題2：博物館裡有些古書已經非常陳舊，在翻的時候無論怎樣小心，書頁都可能破損，而在博物館的實際工作中又經常有翻閱它們的必要，這些書頁應該怎樣去翻呢？
導思:古書由於陳舊，書頁不容易分開而且容易破損，那麼可以想個辦法使書頁容易分開.利用同種電荷相斥、異種電荷相吸的性質，可以使書頁分開.
**:給書卷充電,書中相鄰各頁得到同性的電荷之後就會相互排斥，因而可以毫髮無傷地一頁頁分開來.
第2節靜電力庫侖定律
思維啟用
1.給氣球充氣後，在頭髮上摩擦.將氣球靠近空易拉罐,即使氣球未接觸易拉罐，易拉罐也會朝氣球方向滾動，這是為什麼呢？
2.摩擦後的塑料片相互靠近，發現兩個塑料片都向遠離彼此的方向運動，為什麼？
答案：自主整理
1.靜電力與點電荷模型
(1)物理學上把本身的比相互之間的距離得多的帶電體叫做點電荷.
(2)兩個帶電體能否視為點電荷，要看它們本身的是否比它們之間的距離小得多，而不是看物體有多大.
2.庫侖定律
(1)內容：真空中兩個點電荷之間的相互作用力f的大小，跟它們的成正比，跟它們的成反比；作用力的方向沿著同種電荷相斥，異種電荷相吸.
(2)定義式
(3)k是乙個常量.如果各物理量都採用國際單位制，則k
(4)庫侖定律是法國物理學家提出來的.
(5)實驗表明，對於兩個以上的點電荷，其中每乙個點電荷所受的總的靜電力，等於其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的和.這個結論通常叫做靜電力原理.
3.靜電力和萬有引力的比較
(1)庫侖定律描述的是由於物體引起的相互作用，其作用力的大小跟帶電體的及有關.
(2)萬有引力定律描述的是由於物體具有引起的相互作用，作用力大小跟物體及有關.
(3)二者的相似：兩力都與成反比；兩公式中都有與作用力有關的物理量(電荷量或質量)的乘積，且兩種力都與乘積成正比；兩種力的方向都在兩物體的連線上.
(4)二者的不同：靜電力可能是力，也可能是力；而萬有引力只能是力.
高手筆記
1.庫侖定律的適用範圍：真空中兩個靜止的點電荷.
2.靜電力常量k：常量k是乙個由實驗來測定的常量，當庫侖定律中的物理量的單位都用國際單位制時，k的值即為9.0×109 n·m2/c2.
3.靜電力：同樣具有力的共性，例如，兩個靜止的點電荷之間的相互作用力遵守牛頓第三定律——大小相等，方向相反，並且在同一直線上；又如一點電荷同時受兩個點電荷的作用力，這兩個力遵循力的合成法則，根據平行四邊形定則可求出這個點電荷受到的合力.
4.庫侖用扭秤實驗研究了兩個點電荷之間的排斥力與它們之間的關係，證明了庫侖定律的正確性.
名師解惑
1.點電荷是理想模型
剖析:當帶電體之間的距離遠遠大於自身的大小時，帶電體的形狀、大小及電荷分布情況對相互作用力的影響可以忽略不計，就可以把這個帶電體看作乙個帶電的幾何點，即看成點電荷.
在物理學中，抓住問題的主要因素，忽略問題的次要因素，將研究物件或物理變化過程模型化，就可以簡化研究的過程.
2.庫侖定律的應用
剖析:應用庫侖定律解題時需注意：
(1)庫侖定律的適用條件：真空中兩個靜止的點電荷.
(2)將計算庫侖定律大小與判斷庫侖力方向分別進行,可簡化運算過程.
(3)統一單位，都用國際單位制單位.
(4)運算中將有效值和數量級分別計算，以免顧此失彼.
講練互動
【例1】 真空中有兩個點電荷q1、q2，相距18 cm，已知q1是正電荷，其電荷量為1.8×10-12 c，它們之間的引力大小為f=1.0×10-12 n，求q2的電荷量及帶電性質.
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