第9章 第1讲 电场力的性质（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

第1讲 电场力的性质 【课标解读】 　1.了解静电现象，能用电荷守恒的观念分析静电现象。2.理解点电荷模型，体会科学研究中的物理模型方法，掌握并会应用库仑定律分析问题。3.知道电场是一种物质，掌握电场强度的概念和公式，理解电场的叠加，会用电场线描述电场。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、电荷及电荷守恒定律 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。[1] (2)点电荷 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。点电荷是一种理想化模型。[2] 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：物体带电的实质是电子的转移。 注解[1] 元电荷是最小的电荷单位，不是带电体，也不是点电荷，任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，说明电荷量是不连续的。 注解[2] 点电荷是理想化模型，类似于质点。 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。式中的k＝9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量。[3] 3．适用条件：①真空中；②点电荷。 注解[3] 不能错误地认为当距离r接近于0时，F趋近于无限大，因为当r接近0时，两个物体不能视为点电荷。 三、电场、电场强度及电场线 1．电场的基本性质 对放入其中的电荷有力的作用。 2．电场强度 (1)定义式[4]：E＝，单位：N/C或 V/m。 (2)方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。 (3)点电荷的电场强度：E＝k，适用于真空中的点电荷产生的电场。 (4)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。[5] 3．电场线 (1)定义 为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一些有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线的疏密表示电场强度的大小。 (2)电场线的特点 ①不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)。 ②不相交：在电场中两条电场线不相交。 ③同一电场中，电场线密的地方电场强度大。 ④沿电场线方向电势逐渐降低。 ⑤电场线和等势面在相交处相互垂直。 注解[4] 比值定义法，电场强度是描述电场性质的物理量，与放入的试探电荷无关。 注解[5] 利用平行四边形定则求合场强。 基础小题自测 1．判断下列说法的正误。 (1)根据F＝k，当r→0时，F→∞。(　　) (2)电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力无关。(　　) (3)电场中某点的电场强度方向与负电荷在该点所受电场力的方向相同。(　　) (4)真空中点电荷的电场强度表达式E＝中，Q就是产生电场的点电荷。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 2．绝缘水平面内某处隐藏一带电体(视为点电荷)，如图所示，将电荷量为q的正试探电荷放在O点时，试探电荷所受静电力的大小为F、方向向右(沿x轴正方向)，将试探电荷向右移动至到O点距离为d的A点时，试探电荷所受静电力的大小为4F、方向向右。静电力常量为k，不考虑其他电场的影响，带电体的电荷量为(　　) A． B． C． D． 解析：选B。由于试探电荷(带正电)在O、A两点所受静电力方向均向右，且试探电荷在A点所受静电力大于它在O点所受静电力，因此带电体带负电，且在A点的右侧，设带电体的电荷量为Q，带电体到A点的距离为s，根据库仑定律有F＝k，4F＝k，解得Q＝，故B正确，A、C、D错误。 3．(2023·九江高三一模)常见的四种电场如下，则(　　) A．甲图中，与点电荷等距的a、b两点电势相同，电场强度也相同 B．乙图中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电势相同，电场强度也相同 C．丙图中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电势相同，电场强度也相同 D．丁图中，与无穷大金属板等距的关于垂线对称的a、b两点电势相同，电场强度也相同 解析：选B。甲图为正点电荷的电场，图中a、b两点在同一个以点电荷为圆心的圆上，两点电势相等，电场强度的大小相同，但是电场强度的方向不同，则电场强度不同，故A错误；乙图为等量的异种电荷的电场，根据对称性可知，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，即电场强度相同，等量的异种电荷的连线的中