专题（19）电荷守恒定律 电场力的性质【原卷+解析】---2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（19）电荷守恒定律 电场力的性质（原卷版） 一、电荷及其守恒定律 1．元电荷 最小的电荷量，其值为e＝1.60×10－19_C. 其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍． 2．电荷守恒定律 (1)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；在转移的过程中，电荷的总量保持不变． (2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (3)带电实质：物体带电的实质是得失电子． 【自测1】　关于物体带电，下列说法正确的是(　　) A．有的物体内部有电荷，有的物体内部没有电荷，所以有带电的物体，也有不带电的物体 B．物体不带电是因为所带的正电荷量和负电荷量相等 C．自然界只有两种电荷，点电荷和元电荷 D．我们可以通过某一种方式创造电荷 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：F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量． 3．适用条件：真空中的点电荷． 自测2　关于库仑定律公式F＝k，下列说法正确的是(　　) A．库仑定律在任何情况下均适用于体积很小的带电球体 B．当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞ C．当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了 D．当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了 三、电场强度 1．场强公式的比较 三个公式 2．电场的叠加 (1)电场的叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和． (2)运算法则：平行四边形定则． 自测3　关于电场强度的概念，下列说法正确的是(　　) A．由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关 C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关 D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 四、电场线 1．特点 (1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电荷； (2)电场线在电场中不相交； (3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大； (4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向； (5)沿电场线方向电势逐渐降低； (6)电场线和等势面在相交处相互垂直． 2．几种典型电场的电场线(如图1) 图1 自测4 电场线的形状可以用实验来模拟，把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，头发屑就按照电场的方向排列起来，如图2所示．关于此实验，下列说法正确的是(　　) 图2 A．a图是模拟两等量同种电荷的电场线 B．b图一定是模拟两等量正电荷的电场线 C．a图中的A、B应接高压起电装置的两极 D．b图中的A、B应接高压起电装置的两极 命题热点一　库仑定律的理解和应用 1．库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用． 2．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． 3．对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图3所示． 图3 (1)同种电荷：F＜k；(2)异种电荷：F＞k. 4．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． 例1　如图4所示，完全相同的两个金属球A、B(可视为点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F.现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与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是(　　) 图4 A. B. C. D. 变式1　如图5所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离为l，l为球壳外半径r的3倍．若使它们带上等量异种电荷，电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b之间的万有引力F1与库仑力F2为(　　) 图5 A．F1＝G，F2＝k B．F1≠G，F2≠k C．F1≠G，F2＝k D．F1＝G，F2≠k 变式2　用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素，如图6所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的带电荷量用Q表示，小球的带电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是(　　) 图6 A．保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说