专题1 库仑力作用下的静态平衡-2021年高考物理静电场微专题突破

静电场考点突破微专题1 库仑力作用下的静态平衡 一 知能掌握 1、库仑定律 （1）内容：真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）公式：F＝k，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2. （3）适用条件：①真空中（空气中也近似成立）；②静止；③点电荷. （4）点电荷：是一种理想化的物理模型，电荷分布均匀的球体，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。 （5）对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离． （6）对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图6所示． 同种电荷：F＜k. ；(2)异种电荷：F＞k （7）不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0时，两个带电体已不能看做点电荷了． 2．三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反． (2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷． 3.库仑力作用下电荷平衡与加速问题的分析思路（力学方法、电学问题） (1)选对象。恰当选取研究对象，用“隔离法”或“整体法”进行． (2)析动力、析功能。进行受力分析、运动分析，做功分析、能量转化分析。，注意库仑力的特点． (3)列方程。列平衡方程，牛顿运动定律方程，运动学方程、功能关系方程、能量守恒定律方程、辅助方程，注意电荷间的库仑力与电荷间的距离有关． (4)求结果。注意正负，对结果进行检查并讨论。 二 探索提升 【典例1】根据科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷．如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将(　) A．向地球表面下落 B．远离地球向太空运动 C．仍处于悬浮状态