专题1.1： 电荷、库仑定律 讲义-2027届高考物理一轮复习

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1.通过实验了解静电现象。用电荷守恒的知识分析静电现象。
2.理解点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思维和方法。
【考向】
本专题是高考的基础热点容易,对于静电现象、电荷、电荷守恒定律、库仑定律等内容,高考中多以选择题形式出现;命题通常以电荷的场强、电场的叠加为主的计算，并与磁场等知识结合考查,难度较大。
【知识点】
一、静电现象 电荷守恒定律
1.电荷
(1)两种电荷:自然界中只存在两种电荷—正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)元电荷:电荷的多少叫电荷量,把最小的电荷量叫作元电荷,用e表示。通常取e=1.60×10-19C。
2.电荷守恒定律
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。
3.点电荷
点电荷:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、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,可以将带电体视为点电荷。（是理想化模型,类似于质点）
例题1：有两个完全相同的金属小球 A、B，A 带有4.8×10−18C正电荷，B 不带电，现将两球接触后分开，求：
（1）元电荷e=1.60×10−19C，A 球原本带有的电荷量相当于多少个元电荷？
（2）接触分开后，A、B 各自带多少电荷量？简述原理。
练习1：下列关于电荷的说法正确的是（）
A. 自然界存在正、负、中性三种电荷
B. 元电荷是电子本身
C. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
D. 物体带电后，电荷凭空产生
练习2：已知元电荷e=1.60×10−19C，一个带电微粒带有6.4×10−19C负电荷，该微粒所带电荷包含多少个元电荷？
练习3：三个完全相同的绝缘金属小球甲、乙、丙，初始状态：甲带+8×10−19C，乙带−4×10−19C，丙不带电。操作步骤：①先将甲、乙接触后分开；②再将接触后的甲与丙接触，再次分开。求最终甲、丙各自的带电量。
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: ,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫作静电力常量。
适用条件:①真空中;
② 均匀带电的绝缘球可以视为点电荷
（4）易错点
①r→0 时公式失效：距离极近，带电体不能再看作点电荷，库仑定律不再成立；
②公式只计算库仑力大小，方向根据电荷正负判断：同斥异吸；
③库仑力是一对相互作用力，满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。
例题：真空中有两个均匀带电绝缘小球A、B，均可视为点电荷，A带电荷量q1=+4×10−6C，B带电荷量q2=−1×10−6C，两球球心间距r=0.3m。
（1）求A、B两电荷之间的库仑力大小，并判断受力性质（引力/斥力）；
（2）若将B球与A球接触后再放回原位置，求此时两球间的库仑力大小。
练习1：真空中两个静止点电荷，电荷量分别为q1=2×10−5C、q2=8×10−5C，两点电荷间距r=0.6m，求两点电荷之间的库仑斥力大小。
练习2：真空中两个可视为点电荷的均匀带电绝缘小球，相互间库仑引力大小为F。现将两球电荷量均增大为原来的2倍，同时将两球球心间距减小为原来的12，求变化后两球的库仑力大小。
练习3：真空中有两个大小相同的均匀带电绝缘小球甲、乙，球心间距r=0.4m，甲带+9×10−6C电荷，乙带−3×10−6C。
（1）求初始状态下甲乙两球的库仑力大小和受力性质；
（2）将两球充分接触后分开，放回原间距处，求此时的库仑力大小和受力性质；
（3）若接触后将两球间距增大至0.8m，库仑力变为原来接触后状态的多少倍？