库仑定律和电荷守恒定律详解

【知识梳理】

1.电荷及电荷守恒定律

（1）电荷是物质的一种固有属性，自然界中只存在正负两种电荷.失去部分电子时，物体带正电；获得部分电子时，物体带负电.电荷的多少称为电量，元电荷e=1.6×10-19C.

（2）使物体带电也称为起电.使物体带电的方法有3种，即摩擦起电、接触起电和感应起电.

（3）电荷守恒定律：物理学的基本定律之一.在与外界没有电荷交换的系统内，总电荷量不变.电荷的总量既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分.

2.点电荷

点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身的形状和大小对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷.

3.库仑定律

其中k为静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2.

（2）当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大.

（3）库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法相同，只是在原来受力的基础上多了电场力.具体步骤如下：(www.xing528.com)

【例题与变式】

例题1.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有两个可视为质点的带正电的小球，两小球之间用绝缘轻绳连接.两小球都处于静止状态，绳子的张力为F.若将绳子的长度变为原来的两倍，小球仍处于静止状态，则绳子张力大小为（　）.

变式1.（多选）两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点.当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是（　）.

A.若m1＞m2，则θ1＞θ2

B.若m1=m2，则θ1=θ2

C.若m1＜m2，则θ1＞θ2

D.若q1=q2，则θ1=θ2

例题2.（多选）如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为　D.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上，则（　）.

变式2.如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为+q和-q，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为E，且有qE=mg，平衡时细线都被拉直.则平衡时的可能位置是图（　）.