第九章静电场 单元复习-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

静电场 一、电荷及其守恒定律 库仑定律 （1）元电荷、点电荷 ①元电荷：e＝1.60×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍； ②点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型。 （2）库仑定律 ①表达式：F＝k，式中 k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量（注意：不是由实验测出） ②适用条件：真空中静止的点电荷。 二、电场强度 （1）电场强度 ①定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值； ②定义式：E＝；单位：N/C或V/m； ③矢量性：规定正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点电场强度的方向。 （2）电场线应用 ①在同一电场里，电场线越密的地方电场强度越大； ②电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向； ③沿电场线方向电势逐渐降低； ④电场线和等势面在相交处互相垂直。 【例】判断下列说法正误 (1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。( ) (2)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等。( ) (3)根据F＝k，当r→0时，F→∞。( ) (4)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。( ) (5)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。( ) (6)在真空中，电场强度的表达式E＝ 中的Q是产生电场的点电荷的带电量。( ) (7)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。( ) (8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。( ) 二、库仑力作用下的平衡问题 1.解决平衡问题应注意三点 　(1)明确库仑定律的适用条件； 　(2)知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律； 　(3)进行受力分析，灵活应用平衡条件。 2.在同一直线上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： 【例1】两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图3所示。A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷带负电荷量Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则(　 　) A.Q3为负电荷，且放于A左方 B.Q3为负电荷，且放于B右方 C.Q3为正电荷，且放于A、B之间 D.Q3为正电荷，且放于B右方 【例2】如图甲所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m、带等量同种电荷的小球(可视为质点)，三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB绳水平，OB绳对小球的作用力大小为FT。现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA绳竖直，OB绳对小球的作用力大小为FT′。根据以上信息可以判断FT和FT′的比值为(　 　) A. B. C. D.条件不足，无法确定 【变式1】 1. 如图所示，两个电荷量均为＋q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径r≪l。k表示静电力常量。则轻绳的张力大小为(　 　) A.0 B. C.2 D. 2.（多选）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g＝10 m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可视为点电荷)，则(　 　) A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N C.将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 N D.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N 三、电场能的性质 电场 电场线 电场强度特点 等量异种点电荷的电场 ①在点电荷的连线上，连线中点O处的场强最小，指向负电荷一方 ②连线上的场强大小沿连线先变小，再变大 ③在点电荷连线的中垂线上，O点场强最大，向外逐渐减小 等量同种点电荷的电场 ①连线中点O处的场强大小为零 ②连线上的场强大小沿连线先变小到零，再变大 ③在点电荷连线的中垂线上，O点场强最小，沿中垂线向外先变大后变小 【例