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1、电场力的性质温故自查1自然界中只存在正负两种电荷，元电荷电荷量e .2物体带电方法有三种：(1) 起电；(2) 起电；(3) 起电3电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，它只能从一个物体 到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中总电荷数 1.61019C摩擦接触感应不变转移考点精析1电荷量的实质：物体得到或失去电子便带上了电荷，得到电子带负电，失去电子带正电讨论物体带何种电荷，是指净电荷是正是负，也就是说物体具有的总电荷是哪种电荷多于哪种，净电荷的多少叫做电荷量2点电荷是无大小、无形状且有电荷量的一个理想化模型在实际问题中，只有当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以
2、至于带电体的形状和大小对相互作用的影响可以忽略不计时，带电体才可以视为点电荷3一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小与带电体之间的距离的比较，与带电体的大小无关，即带电体很小，不一定可视为点电荷；带电体很大，也不一定不能视为点电荷4元电荷：电荷量e1.601019C称为元电荷所有带电体的电荷量或者等于电荷量e，或者等于电荷量e的整数倍即在物体带电现象中元电荷量是最小电荷量，但从微观粒子层面上说：元电荷并不是基本粒子，如质子、中子是由夸克组成的，夸克可能有 e或 e的电荷量.温故自查1内容：真空中两个静止点电荷间的相互作用力跟它们所带 的乘积成正比，跟它们之间的 成反比，作用力的
3、方向在两点电荷的连线上2公式：Fk ，式中的k9109 Nm2/C2叫静电常数3适用条件： ； 电荷量距离平方点电荷真空中考点精析1库仑力的正负不表示力的大小，而表示库仑力的性质当两电荷同号时，F0，库仑力为斥力；当两电荷异号时，F0，库仑力为引力因此，用库仑定律进行计算时，不必将符号代入，只需判断力的性质即可2两个带电体之间的库仑力是一对作用力和反作用力3库仑定律的公式Fk 只适用于真空中的点电荷(在空气中近似成立)4两导体球间库仑力可应用公式进行定性比较用r表示两球球心之间的距离，则当两球带同种电荷时，Fk .温故自查1电场(1)电场：带电体周围存在的一种物质，它是一种看不见的 的物质，它
4、具有 和能的特性(2)电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，叫 客观存在力的特性电场力2电场强度(1)定义和定义式：放入电场中某点的电荷所受， 的比值，叫电场强度用 表示其定义式为：E .(2)单位： ，符号为 .(3)电场的方向与 (4)点电荷的场强：Ek .电场力与此电荷所带电荷量E牛/库N/C正电荷在该点所受电场力方向相同考点精析1电场强度(1)反映电场的强弱(2)大小等于单位电荷所受电场力(3)由电场本身决定(4)比电场力更能够反映电场本身的力的性质2三个性质(1)矢量性：电场强度E是表示电场的性质的一个物理量，规定正电荷受力方向为该点场强的方向，有关计算按矢量法则(2)惟一性：
5、电场中某一点的电场强度是惟一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置(3)叠加性：如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和3三种公式的比较公式适用条件特点定义式任何电场某点的场强为确定值，大小及方向与q无关决定式真空中的点电荷E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定关系式匀强电场d是沿电场方向的距离温故自查1电场线是为了形象地描述 而假想的、实际不存在的 2电场线是起源于 (或无穷远处)，终止于 (或无穷远处)的有源线，是 曲线3电场线的疏密表示 ，某点的切线方向表示该点的 它不表示
6、电荷在电场中的运动轨迹4电场线不相交在静电场中，电场线不中断电场理想化模型正电荷负电荷不闭合电场的强弱场强方向考点精析1几种典型电场的电场线分布(1)正点电荷的电场线如图甲所示(2)负点电荷的电场线如图乙所示(3)等量同种和异种点电荷的电场两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷电场线图示连线中点O处的场强为零最大由O沿中垂线向外场强的变化先增大后减小逐渐减小关于O点对称的两点A与A，B与B场强的关系等大、反向等大、同向(4)匀强电场的电场线分布如图丙所示(5)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示2电场线与电荷运动的轨迹(1)电场线是为了形象地描述
7、电场而引入的假想的曲线，运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向，因此，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹(2)如果同时满足以下三个条件，运动轨迹就和电场线重合：电场线为直线电荷初速度为零，或不为零但速度方向和电场线平行电荷仅受电场力作用或受其他力，但其他力的方向和电场线平行命题规律(1)理解电场的性质和电场强度是反映电场本身的性质特点会判断某点的电场强度大小和方向及检验电荷所受的电场力(2)对E ，Ek ，E 公式的理解及适用条件的运用考例1(2020山东实验中学模拟)如图所示，M、N为两个等量同种正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P
8、自由释放一个负电荷q，不计重力影响，关于点电荷q的运动下列说法正确的是()A从PO的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B从PO的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值D点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度为零解析如图所示，根据电场叠加原理知：O点场强为零，从O点沿中垂线向外，场强先变大后变小点电荷从PO的过程中，静电力可能是先变大后变小，加速度随之先变大后变小；也可能静电力一直变小，加速度一直变小，关键是P点位置的不确定性不过，在到达O点之前，静电力一直表现为引力，速度一定是一直变大的，在O点时加速度是零，速度最大该电场关于直
9、线MN对称，电荷越过O点后的运动也不一定是单调变化的有些粗心的同学容易认为从PO点时电荷距离两个场源电荷越来越近，静电力就会越来越大而错选A.其实，点电荷在与场源电荷的两个静电力确定是变大的，只是两个静电力的合力未必变大，这要看电场的矢量合成情况答案C总结评述对电场线的认识，一是要注意电场线的疏密(表示电场的强弱)；二是注意电场线的切线方向(表示电场的方向)；三是注意将两个同种电荷与两个异种电荷的横向、纵向联系相类比(2020青岛测试)在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为EF/q，下列说法正确的是()A若移去检验电荷，则该点的电场强度为0B若检验电荷的
10、电量变为4q，则该点的场强变为4EC若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小方向均不变解析点电荷产生的电场与放入其中的检验电荷无关答案D命题规律对库仑定律的理解，及适用条件的运用，运用库仑定律和电荷守恒定律求解两带电体间相互作用力或两带电体所带电荷量考例2两个完全相同的金属小球A、B带有电量相等的电荷，相隔一定的距离，两球间相互吸引力的大小是F，今让与A、B大小相等、相同材料制成的不带电的第三个小球C先后与A、B两球接触后移开，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小为()答案A总结评述本类型题是典型的库仑定律和电
11、荷守恒定律应用的问题，所谓带电小球的相互接触(或者用导线连接起来)，意味着小球所带电荷量的再次分配解决这类问题可以用数学中的比例法比较方便简单，即写出接触前后的表达式，两式相比即可(2020广东仿真)如图所示，三个完全相同的绝缘金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，c球在xOy坐标系原点O上，a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少，关于c受到a和b的静电力的合力方向，下列判断中正确的是()A从原点指向第象限B从原点指向第象限C从原点指向第象限D从原点指向第象限解析设a、b、c三个小球的带电量分别为qa、qb、qc，三角形的边长为r.根据库仑定律可得a与c、b与c之间的静电
12、力分别为：Fackqaqc/r2，方向沿ac连线由a指向cFbckqbqc/r2，方向沿bc连线由c指向b由于qaqb，所以FacFbc，根据力的平行四边形定则易得Fac与Fbc的合力的方向从原点指向第象限，D正确答案D命题规律电场强度是矢量求某点电场的大小和方向，运用平行四边形定则考例3如图所示，两带电荷量均为Q的点电荷相距2L，MN是两电荷连线的中垂线，求MN上场强的最大值解析由极限分析法可知，两电荷间的中点O处的场强为零，在中垂线MN上的无穷远处场强也为零，所以MN上必有场强的极值点采用最常规方法找出所求量的函数表达式，再求极值由图可知，MN上的水平分量相互抵消，所以有答案总结评述本题属
13、数学型极值法，对数学能力要求较高，求极值时要巧妙采用先求平方后再求极值才能解得图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧()AQ1、Q2都是正电荷，且Q1|Q2|CQ1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2|解析设想在P点放一正的点电荷，由于电场中场强的方向与正的点电荷静电力方向相同，分析该点电荷的受力情况可知正确答案为A、C、D.本题也可将选项情况与等量同种、异种电荷的中垂线上场强分布特点对比分析答案ACD命题规律根据库仑定律和力的平衡条件确定三个自由电荷平衡的位置，带电荷量大小关系考例4如图所示
14、，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态(1)若q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷；(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是_解析(1)已知三个点电荷在一条直线上，且每个电荷都处于平衡状态，若q2带正电荷，q1和q3必带负电荷；(2)由力的平衡条件和库仑定律有答案(1)负负(2)总结评述根据库仑定律和力的平衡条件，可推出三个自由点电荷平衡的条件是：三个点电荷在同一直线上，位于中间的点电荷带电荷量最小，与两侧电荷异号，并靠近两侧电荷中带电荷量较小的那一个概括成易记的口诀即为：“三点共线，两同
15、夹异，两大夹小，近小远大”光滑绝缘的水平面上，放着三个质量都是m的带电小球A、B、C，如图所示，小球之间距离都是L.已知A、B两球带等量电荷q，现给C球一个外力F，使三个小球在运动中保持距离不变，则(1)C球带何种电荷？电荷量多少？(2)外力F的大小和方向如何？解析分析题目中三个小球在运动中“保持距离不变”，可以判断它们的运动状态相同以B球为例进行受力分析，如图所示，B球受到A球的库仑斥力FA，假设受C球的库仑引力为FC，当FC的一个分力与FA平衡，另一个分力产生B球运动的加速度时，可以吻合题目描述的运动过程，再对三球整体运用牛顿第二定律即可得解答案见解析命题规律根据库仑定律和物体受力平衡条件
16、，判断分析物体所受的某一力，或两物体间距考查灵活运用整体法、隔离法及正交分解法考例5如图甲所示，两根长为L的丝线下端分别悬挂一质量为m、带电量q和q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态解析首先，小球A、B均处于静止状态，其所受合外力为零；其次，若撤去水平向左的匀强电场，则A、B两小球在重力和彼此间静电引力作用下，回落到悬点正下方，可见只有匀强电场足够强时，A、B间连线才能被拉紧设A、B间连线刚要被拉紧时，匀强电场的场强为E0，这时，小球A受力如图乙所示，由共点力平衡条件得水平方向上E0qFTcos60F，竖直方向上FTsin60mg，答案总结评述解决带电体在电场中的平衡问题的方法与解决力学中平衡问题的方法是一样的，都是依据共点力平衡条件求解，所不同的只是在受力分析列平衡方程时，一定要注意考虑电场力如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30和45，则 为()A2 B3C2 D3答案C
高三物理第二轮专题讲座51讲61电场力的性质新人教版
