高中物理 第1章 靜電場 第2節(jié) 靜電力 庫侖定律學案 魯科版選修3-1

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1、 第2節(jié)靜電力__庫侖定律 1. 點電荷：帶電體本身的線度比相互之間的距離小得多，帶電體的形狀、大小對它們之間的相互作用力的影響以。 2．庫侖定律：真空中兩個點電荷之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成正比，跟它們的距離r的二次方成反比；作用力的方向沿著它們的連線。同種電荷相斥、異種電荷相吸。 公式：F＝k，k＝9.0×109N·m2/C2 3．靜電力疊加原理：任一帶電體受多個帶電體作用，其所受靜電力合力，就是這幾個力的矢量和。 靜電力與點電荷模型 1．靜電力 (1)定義：電荷間的相互作用力，也叫庫侖力。 (2)

2、影響靜電力大小的因素：兩帶電體的形狀、大小、電荷量、電荷分布、二者間的距離等。 2．點電荷 (1)物理學上把本身的線度比相互之間的距離小得多的帶電體叫做點電荷。 (2)兩個帶電體能否視為點電荷，要看它們本身的線度是否比它們之間的距離小得多，而不是看物體本身有多大。 1．帶電體看做點電荷的條件 (1)帶電體能否看做點電荷，要看它們本身的線度是否比它們之間的距離小得多。即使是兩個比較大的帶電體，只要它們之間的距離足夠大，也可以視為點電荷。 (2)帶電體能否看做點電荷是相對于具體問題而言的，只要在測量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀及大小對相互作用力的影響可以忽略不計時，帶電體就可視為

3、點電荷。 2．對元電荷、點電荷的區(qū)分 (1)元電荷是最小的電荷量，用e表示，e＝1.6×10－19C，任何一個帶電體的電量都是元電荷的整數(shù)倍。 (2)點電荷是一個理想化的模型，實際并不存在，類似于力學中的質(zhì)點，可以有質(zhì)量，其電荷量是元電荷的整數(shù)倍。 1．下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是(　　) A．只有體積很小的帶電體才能看成點電荷 B．體積很大的帶電體一定不是點電荷 C．當兩個帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看成點電荷 D．任何帶電體，都可看成電荷全部集中于幾何中心的點電荷 解析：一個帶電體能否看成點電荷，不在于其大小或形狀，而是取決于其大小

4、和形狀對所研究的問題的影響。 答案：C 庫侖定律 1．庫侖定律 (1)內(nèi)容：真空中兩個點電荷之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成正比，跟它們的距離r的二次方成反比；作用力的方向沿著它們的連線。同種電荷相斥，異種電荷相吸。 (2)公式：F＝k。 (3)靜電力常量k＝9.0×109_N·m2/C2。 (4)適用條件：真空中的點電荷，對空氣中的點電荷近似適用。 2．靜電力疊加原理 對于兩個以上的點電荷，其中每一個點電荷所受的總的靜電力，等于其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的矢量和。 1．應(yīng)用庫侖定律需要注意的問題 (1)庫侖定律適

5、用于真空中兩個點電荷之間的相互作用力，與周圍是否存在其他電荷無關(guān)。 (2)在使用公式F＝k時，式中Q1、Q2的正、負表示帶電性質(zhì)，力F的正、負表示庫侖力是斥力還是引力，不表示力的方向。因此，在應(yīng)用庫侖定律解題時，只將電荷量的絕對值代入公式中，計算出力的大小，力的方向再由同種電荷相斥，異種電荷相吸來確定。 (3)兩個電荷間的距離r→0時，兩電荷已失去了點電荷的前提條件，所以違背了庫侖定律的適用條件，不能再運用庫侖定律計算兩電荷間的相互作用力，因此不能認為F→∞。 (4)庫侖力具有力的一切性質(zhì)，相互作用的兩個點電荷之間的作用力遵守牛頓第三定律。庫侖力同樣遵守平行四邊形定則，在解決多個電荷相互

6、作用時矢量合成法則同樣有效。 2．靜電力疊加原理的理解 (1)靜電力具有力的一切性質(zhì)，靜電力之間可以疊加，也可以與其他力疊加，靜電力疊加原理實際就是力疊加原理的一種具體表現(xiàn)。 (2)由于任何帶電體都可以看成是由很多點電荷組成的，從理論上講，利用庫侖定律和靜電力疊加原理，可以知道任何帶電體之間的作用力。 (3)當多個帶電體同時存在時，任一帶電體同時受到多個靜電力的作用，可以利用力的合成的平行四邊形定則求其合力。 2．對于庫侖定律，下列說法正確的是(　　) A．凡計算兩個電荷間的作用力，就可以使用公式F＝k B．兩個帶電小球即使相距非常近，也能用庫侖定律計算它們之間的相互作用力

7、 C．相互作用的點電荷，只有它們的電荷量相同，它們之間的庫侖力才大小相等 D．庫侖定律是實驗定律 解析：由庫侖定律的適用條件得A、B錯；庫侖力遵守牛頓三定律和每個電荷電量無關(guān)，故C錯誤；庫侖定律是庫侖通過實驗得出的，D正確。 答案：D 靜電力與萬有引力的比較 (1)靜電力和萬有引力的區(qū)別： 定律 共同點 區(qū)別 影響大小的因素 萬有引力定律 ①都與距離的平方成反比 ②都有一個常量 與兩個物體質(zhì)量有關(guān)，只有引力，適用于質(zhì)點 m1、m2、r 庫侖定律 與兩個物體電荷量有關(guān)，有引力，也有斥力，適用于真空中點電荷 Q1、Q2、r (2)對于微觀粒子，相互之

8、間的靜電力遠大于萬有引力，因此，在討論電子這類微觀粒子的相互作用時，萬有引力可以忽略不計。 (3)庫侖力存在于任意兩個帶電體之間，當兩個帶電體不能看成點電荷時，庫侖定律不再適用，但庫侖力仍然存在。 (1)靜電力和萬有引力都是非接觸類型的力，其本質(zhì)都是通過場發(fā)生作用。 (2)當兩個帶電體相隔一定距離時，它們之間應(yīng)該既有靜電力，也有萬有引力，只是對于一般的帶電體，靜電力比萬有引力大得多，萬有引力往往忽略不計。 3．如圖1－2－1所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a和b，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別固定于絕緣支座上， 兩球心間的距離為l，為球半徑的3倍。若使它們帶上等

9、量異種電荷，兩球電荷量的絕 對值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬有引力F引、 圖1－2－1 庫侖力F庫分別為(　　) A．F引＝G，F(xiàn)庫＝k B．F引≠G，F(xiàn)庫≠k C．F引≠G，F(xiàn)庫＝k D．F引＝G，F(xiàn)庫≠k 解析：萬有引力定律適用于兩個可看成質(zhì)點的物體，雖然兩球心間的距離l只有半徑的3倍，但由于殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點。因此，可以應(yīng)用萬有引力定律。對于a、b兩帶電球殼，由于兩球的間距l(xiāng)只有半徑的3倍，不能看成點電荷，不滿足庫侖定律的適用條件。故選項D正確。 答案：D 庫侖定律與電荷守恒定律的應(yīng)用 [例1]

10、　兩個相同的金屬小球，帶電量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的(　　) ①4/7　?、?/7　?、?/7　?、?6/7 A．①②　　　　　　　　 B．①③ C．②④ D．③④ [思路點撥]　解答本題的關(guān)鍵是能夠?qū)﹄姾芍泻汀⒔佑|起電、電荷守恒定律及庫侖定律進行綜合運用。 [解析]　設(shè)兩金屬球帶異種電荷，電量分別為q和－7q，兩者間庫侖力大小為：F＝k＝；兩者接觸后再放回原來的位置上，兩球所帶電量均為－3q，庫侖力為：F′＝k＝，是原來的9/7，選項③正確。 設(shè)兩金屬球帶同種電荷，電量分別為q、7q，由庫侖定律有：F＝k＝；兩者接

11、觸后再放回原來的位置上，兩球所帶電量均為4q，庫侖力為：F′＝k＝，是原來的16/7，選項④正確，故應(yīng)選D。 [答案]　D 借題發(fā)揮 (1)解此類問題時，要注意區(qū)分原來兩球帶的是同種電荷還是異種電荷，帶電性質(zhì)不同，會有不同的答案。 (2)利用庫侖定律計算電荷間的相互作用力時，通常不將電荷的正、負代入公式，而只計算電荷間的相互作用力的大小，作用力的方向根據(jù)同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引來判斷。 1．兩個分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間靜電力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間靜電力的大小為(　　) A

12、.F B.F C.F D．12F 解析：根據(jù)庫侖定律得F＝k，兩球相接觸后所帶電荷量相等均為q，且q＝＝Q，接觸后靜電力為F′＝k，則有＝，所以F′＝F，選項C正確。 答案：C 靜電力疊加原理的應(yīng)用 [例2]　如圖1－2－2所示，等邊三角形ABC，邊長為L，在頂點A、B處有等量異種點電荷QA、QB，QA＝＋Q，QB＝－Q，求在頂點C處的點電荷QC所受的靜電力。 圖1－2－2 [審題指導]　解答本題時應(yīng)把握以下三點： (1)靜電力合成分解時遵守平行四邊形定

13、則。 (2)判斷電性，若不能判斷電性，應(yīng)按兩種情況分別討論。 (3)求靜電力時，還要指明力的方向。 [解析]　題目中沒有交代QC的電性，解答時就需考慮兩種情況，即QC為正電，QC為負電。當QC為正電時，受力情況如圖甲所示，QA、QB對QC的作用力大小和方向都不因其他電荷的存在而改變，仍然遵守庫侖定律。 QA對QC作用力：FA＝k，同性電荷相斥。 QB對QC作用力：FB＝k，異性電荷相吸。 因為QA＝QB＝Q，所以FA＝FB。 根據(jù)平行四邊形定則，QC受的力F1即為FA、FB的合力，根據(jù)幾何知識可知，QC受力的大?。篎1＝FA＝FB＝k，方向為平行AB連線向右。 當QC為負電

14、時，如圖乙所示，F(xiàn)2＝k，方向平行AB連線向左。 [答案]　見“解析” 借題發(fā)揮 如果有多個點電荷存在，它們每兩者之間的作用力，不因其他點電荷的存在而改變，都滿足庫侖定律。所以，我們解決這類問題的時候可以先求出任意兩個點電荷之間的作用力，然后再用平行四邊形定則求合力即可。 　 　上例題中，若將A、B、C三點改為一直角三角形的三個頂點，∠B＝30°，且在A、B兩點放置兩點電荷QA、QB，測得在C處正點電荷受靜電力方向與AB平行向左，則A帶________電，QA∶QB＝________。 圖1－2－3 解析：各個靜電力不在同一直線上時，應(yīng)用平行四邊形定則求合

15、力。 正電荷在C處受QA、QB的庫侖力作用，方向一定在AC、BC線上，要使合力水平向左，C受A的作用必定為引力，受B的作用必定為斥力，所以A帶負電，B帶正電，受力分析如圖所示，得FBsin30°＝FA① 由庫侖定律得FB＝② FA＝③ 聯(lián)立①②③解得QA∶QB＝1∶8。 答案：負　1∶8 庫侖定律在力學中的應(yīng)用 [例3]　在光滑絕緣水平面上固定著帶電小球A，質(zhì)量為M，所帶電荷量為＋Q。帶電小球B與小球A之間相距為r，質(zhì)量為m，所帶電荷量為＋q?，F(xiàn)將小球B無初速度釋放，求： (1)剛釋放時小球B的加速度； (2)釋放后小球B做什么運動。 [思路點撥]　利用庫侖定律及牛

16、頓第二定律分析B球的運動情況。 [解析]　(1)由庫侖定律及牛頓第二定律得 F＝k＝ma，a＝k。 (2)由于小球B受斥力作用而逐漸遠離小球A，即r變大，則F變小，a變小，故小球B做加速度逐漸減小的加速運動。 [答案]　(1)k　(2)做加速度逐漸減小的加速運動 借題發(fā)揮 庫侖力跟重力、彈力、摩擦力一樣，都是性質(zhì)力，受力分析時應(yīng)包括庫侖力。正確判斷庫侖力的大小和方向后，即可將題目轉(zhuǎn)化為力學問題，然后根據(jù)力學知識進行求解。 2．如圖1－2－4所示，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電荷量不變的小球A。在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B。當B到達懸點O的

17、正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為θ。若兩次實驗中B的電荷量分別為q1和q2，θ分別為30°和45°，則q2/q1為(　　) 圖1－2－4 A．2 B．3 C．2 D．3 解析：設(shè)細線長為l，A的帶電荷量為Q。A與B處在同一水平線上，以A為研究對象，受力分析作出受力圖，如圖所示。根據(jù)平衡條件可知，庫侖力跟重力的合力與細線的拉力等大反向，由幾何關(guān)系列式得 tanθ＝，其中F＝k 兩式整理得：q＝ 將題干中的兩種情況代入得： ＝＝2。 答案：C [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1．下列說法中正

18、確的是(　　) A．點電荷就是體積很小的帶電體 B．點電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體 C．據(jù)F＝k可知，當r→0時F→∞ D．靜電力常量的數(shù)值是由實驗得出的 解析：點電荷是理想化模型，不依據(jù)電荷體積的大小和電量的多少，而是根據(jù)帶電體的線度和兩電荷距離間的關(guān)系，故A、B錯；公式F＝kq1q2/r2適用于看做點電荷的兩物體間的庫侖力的計算，當r→0時，公式不成立，故C錯；靜電力常量是利用扭秤實驗測得，故D正確。 答案：D 2．兩個相同的金屬小球所帶電荷量不同，小球間相距一定距離時有相互作用的庫侖力。如果將它們相互接觸一下，再放到原來的位置，則兩金屬小球之間庫侖力的變化情況是(　

19、　) ①如果相互接觸前庫侖力是引力，則相互接觸后庫侖力仍是引力?、谌绻嗷ソ佑|前庫侖力是引力，則相互接觸后庫侖力是斥力　③如果相互接觸前庫侖力是斥力，則相互接觸后庫侖力一定增大　④如果相互接觸前庫侖力是斥力，則相互接觸后庫侖力一定減小 A．①②　　　　　　　　 B．②③ C．①③ D．③④ 解析：如果相互接觸前庫侖力是引力，則兩個電荷是異種電荷，它們相互接觸中和后帶等量同種電荷，帶電性質(zhì)與原來電荷量大的相同，所以庫侖力是斥力。如果相互接觸前庫侖力是斥力，則兩個電荷是同種電荷，它們相互接觸后帶等量同種電荷，電荷量乘積比原來大，則相互接觸后庫侖力一定增大。 答案：B 3．如圖1－2

20、－5所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上。a和c帶正電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比b的小。已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示， 它應(yīng)是(　　) 圖1－2－5 A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 解析：a對c的斥力沿a→c方向，b對c的引力沿c→b方向，而b的帶電荷量多，故二力合成后F2符合要求。 答案：B 4．長為L的絕緣細線下系一帶正電的小球，其帶電荷量為Q，懸于O點，如圖1－2－6所示。當在O

21、點另外固定一個正電荷時，如果球靜止在A處，則細線拉力是重力mg的2倍?，F(xiàn)將球拉至圖中B處(θ＝60°)，放開球讓它 擺動，問： 圖1－2－6 (1)固定在O處的正電荷的帶電荷量為多少？ (2)擺球回到A處時懸線拉力為多少？ 解析：(1)球靜止在A處受三個力作用：重力mg、靜電力F和細線拉力F拉，由受力平衡和庫侖定律列式得：F拉＝F＋mg，F(xiàn)＝k，F(xiàn)拉＝2mg 三式聯(lián)立解得：q＝。 (2)擺回的過程只有重力做功，所以機械能守恒，規(guī)定最低點重力勢能等于零，列如下方程： mg

22、L(1－cos60°)＝mv2 由牛頓第二定律和圓周運動規(guī)律得 F拉′－mg－F＝m 由(1)知靜電力F＝mg，解上述三個方程得：F拉′＝3mg。 答案：(1)　(2)3mg [課時跟蹤訓練] (滿分50分　時間30分鐘) 一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分) 1．下列哪些物體可視為點電荷(　　) A．電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點電荷 B．均勻帶電的絕緣球體在計算庫侖力時可視為點電荷 C．帶電的細桿一定不可以視為點電荷 D．帶電的金屬球一定能視為點電荷 解析：能否看成點電荷取決于帶電體間距離與它們自身的大小之間的關(guān)系，而不是取決于其他的條件。如果它們之

23、間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計，這樣的帶電體就可以看做是點電荷。故選B。 答案：B 2．有兩個點電荷，帶電荷量分別是Q和q，相距d，相互作用力為F，為使作用力加倍，下列可行的是(　　) A．使Q加倍 B．使q減為原來的一半 C．使Q和q都加倍 D．使d減為原來的一半 解析：根據(jù)庫侖定律，要使得F′＝2F，可以：①使Q加倍，②使q加倍，③讓d減為原來的，正確選項為A。 答案：A 3．一個半徑為R的圓盤，帶電荷量為Q，OO′為過圓盤的圓心O的直線，且OO′與圓盤面垂直，在OO′上的M點放電荷量為q的另一個點電荷，此時Q與q的庫

24、侖力為F，若將q移至N點，Q與q的庫侖力為F′。已知＝＝R，如圖1所示，則F′等于(　　) 圖1 A．2F B.F C. D．以上選項都不對 解析：由庫侖定律的表達式F＝，得到當R變?yōu)?R時，庫侖力F′＝，從而錯選C。由于點電荷q和圓盤間距離為R，而圓盤的半徑也為R，因而圓盤的大小和形狀不能忽略，即不能看成點電荷，所以q和圓盤間的庫侖力就不能使用庫侖定律計算，故答案為D。 答案：D 4．a(chǎn)、b兩個同種點電荷的距離保持恒定，當另一個異種電荷移近時，a、b之間的庫侖斥力將(　　) A．變小 B．變大 C．不變

25、 D．不能確定 解析：依據(jù)F＝k可知，當異種電荷移近a、b時，因a、b為點電荷，且又被固定，故Q1、Q2、r皆不變，故F不變。 答案：C 5．如圖2所示，半徑相同的兩個金屬小球A、B，帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，兩球之間的相互吸引力的大小是F。今讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開。這時，A、B兩球之間的相互作用力的大小是(　　) 圖2 A. B. C. D. 解析：因A、B間有吸引力，故A、B帶異種電荷，設(shè)A帶電量qA＝＋Q，B帶電量qB＝－Q，又C不帶電，它與A接觸后qC＝qA′＝，再與B接觸qC＝＝－＝qB′，根據(jù)庫侖定律：F＝＝

26、，F(xiàn)′＝＝＝。故選A。 答案：A 6．(2011·濟南高二檢測)人類已探明某星球帶負電，假設(shè)它是一個均勻帶電的球體，將一帶負電的粉塵置于該星球表面h處，恰處于懸浮狀態(tài)?，F(xiàn)設(shè)科學家將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處于無初速釋放，則此帶電粉塵將(　　) A．向星球地心方向下落 B．飛向太空 C．仍在那里懸浮 D．沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛出 解析：均勻帶電的球可視為電荷。粉塵原來能懸浮，說明它所受的庫侖力與萬有引力相平衡，即＝G，可以看出，r增大，等式仍然成立，故選C。 答案：C 7．兩個質(zhì)量分別是m1、m2的小球，各用絲線懸掛在同一點，當兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、

27、q2時，兩絲線張開一定的角度θ1、θ2，兩球位于同一水平線上，如圖3所示，則下列說法正確的是(　　) 圖3 A．若m1＞m2，則θ1＞θ2 B．若m1＝m2，則θ1＝θ2 C．若m1＜m2，則θ1＞θ2 D．若q1＝q2，則θ1＝θ2 解析：m1、m2受力如圖所示，由平衡條件可知m1g＝，m2g＝，因為F＝F′，所以＝，所以B、C正確，故選B、C。 答案：BC 8．如圖4所示，把一個帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B。現(xiàn)給B一個沿垂直AB方向的速度v0，B球?qū)?　　)

28、 圖4 A．若A、B為異種電荷，B球可能做圓周運動 B．若A、B為異種電荷，B球一定做加速度、速度均變小的曲線運動 C．若A、B為同種電荷，B球一定做遠離A的變加速曲線運動 D．若A、B為同種電荷，B球的動能一定會減小 解析：若兩個小球所帶電荷為異種電荷，則B受到A的庫侖引力，方向指向A。因v0⊥AB，當B受到A的庫侖力恰好等于向心力，即k＝m時，解得初速度滿足v0＝，B球做勻速圓周運動；當v＞v0時，B球?qū)⒆鰩靵隽?、加速度、速度都變小的離心運動；當v＜v0時，B球?qū)⒆鰩靵隽Α⒓铀俣?、速度逐漸增大的近心

29、運動。若兩個小球所帶電荷為同種電荷，B受A的庫侖斥力而做遠離A的變加速曲線運動。庫侖斥力做正功，B球動能增加。 答案：AC 二、非選擇題(本題共2小題，共18分) 9．(9分)如圖5所示，在一條直線上有兩個相距0.4 m的點電荷A、B，A帶電荷量＋Q，B帶電荷量－9Q?，F(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷處于平衡狀態(tài)，問：C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電？應(yīng)放于何處？所帶電荷量為多少？ 圖5 解析：三個電荷處于平衡狀態(tài)，且只受靜電力，每個電荷所受的兩個靜電力必然等大反向，因此三個電荷處在同一條直線上，且中間與兩邊的電荷異性。 根據(jù)平衡條件判斷，C應(yīng)

30、帶負電，放在A的左邊且和AB在一條直線上。設(shè)C帶電荷量為q，與A點相距為x，則以A為研究對象，由平衡條件： k＝k 以C為研究對象，則k＝k 解①②得x＝r＝0.2 m，q＝－Q 答案：C應(yīng)帶負電　放在A的左邊0.2 m處　帶電荷量為Q 10．(9分)如圖6所示，光滑絕緣水平面上固定著A、B、C三個帶電小球，它們的質(zhì)量均為m、間距均為r，A、B帶正電，電荷量均為q。現(xiàn)對C施一水平力F的同時放開三個小球，欲使三小球在運動過程中保持間距r不變，求： 圖6 (1)C球的電性和電荷量； (2)水平力F的大小。 解析：A球受到B球的庫侖力F1和C球的庫侖力F2作用后，產(chǎn)生水平向右的加速度，故F2必為引力，C球帶負電。如圖所示，根據(jù)庫侖定律F1＝k及F2＝k，F(xiàn)1與F2的合力方向水平向右，求得F2＝2F1，故qC＝2q， 對A球：a＝＝ 對系統(tǒng)整體：F＝3ma，故F＝3k。 答案：(1)C球帶負電，電荷量為2q　(2)3k 14