第7章 第1讲 电场力的性质（Word教参）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第七章｜ 静电场 第1讲　电场力的性质 一、电荷守恒定律 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；在转移过程中，电荷的总量保持不变 起电方式 摩擦起电、接触起电、感应起电 带电实质 物体带电的实质是得失电子 二、库仑定律 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 表达式 F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量 三、电场强度 1．定义式：E＝。单位：N/C或V/m。 2．方向：规定正电荷在电场中某点所受的静电力的方向为该点的电场强度方向。 3．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，遵从平行四边形定则。 四、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，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场强度的大小。 2．电场线的特点 (1)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)，电场线不闭合。 (2)电场中的电场线不相交。 (3)同一电场中，电场线密的地方电场强度大。 (4)电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。 (5)沿电场线方向电势降低。 (6)电场线和等势面在相交处垂直。,　 微点判断　 (1)电场强度反映了静电力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比。(×) (2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的静电力的方向。(√) (3)真空中点电荷周围电场的电场强度表达式E＝，Q就是产生电场的点电荷的电荷量。(√) (4)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。(×) (5)在点电荷形成的电场中，沿电场线方向电场强度越来越小。(×) (6)在点电荷形成的电场中，沿电场线方向电场强度越来越大。(×) (7)试探电荷在点电荷形成的电场中做直线运动。(×) (8)无论正点电荷还是负点电荷，离电荷越远，电场强度越小。(√) (一) 静电力及其平衡问题(固基点) [题点全练通] 1．[对库仑定律的理解] (2023·成都高三模拟)下列说法正确的是(　 ) A．库仑定律适用于任何电场的计算 B．置于均匀带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零 C．当两个半径均为r、带电荷量均为Q的金属球中心相距为3r时，它们之间的静电力大小为 D．若点电荷Q1的电荷量小于Q2的电荷量，则Q1对Q2的静电力小于Q2对Q1的静电力 解析：选B　库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用，故A错误；带电空心金属球的电荷均匀分布在金属球的外表面，球内各点的电场强度均为零，所以置于带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零，故B正确；当两个半径均为r、带电荷量均为Q的金属球中心相距为3r时，两者不能看作点电荷，库仑定律不再适用，故C错误；两点电荷间的静电力是相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。 2.[应用库仑定律计算静电力] 如图所示为某电子秤示意图。一绝缘支架放在电子秤上，上端固定一带电小球a，稳定后，电子秤示数为F。现将另一固定于绝缘手柄一端的不带电小球b与a球充分接触后，再移至小球a正上方L处，待系统稳定后，电子秤示数为F1；用手摸小球b使其再次不带电，后将该不带电小球b与a球再次充分接触并重新移至a球正上方L处，电子秤示数为F2。若两小球完全相同，则(　 ) A．F1＜F2 B．F1＝4F2 C．若小球a带负电，L增大，则F1增大 D．若小球a带正电，L减小，则F2增大 解析：选D　小球b与a球充分接触后b对a有个向下的库仑力，设为F′，则F′＝k＝k，示数为F1＝F＋F′，用手摸小球b使其再次不带电，后将该不带电小球b与a球再次充分接触并重新移至a球正上方L处，b对a向下的库仑力F″，F″＝k＝k，电子秤示数为F2＝F＋F″，因此F1＞F2，但F1≠4F2，A、B错误；若小球a带负电，L增大，根据库仑定律可知，F′减小，则F1减小，C错误；若小球a带正电，L减小，根据库仑定律可知，F″增大，则F2增大，D正确。 3．[库仑力作用下的平衡问题] 如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　 ) A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷 C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷 解析：选D　细绳竖直，把P、Q看作整体，则整体在水平方向不受力，对外不显电性，带等量异种电荷，故A、B错误；如果P、Q带不同性质的电荷，受力如图所示，由图知，P带负电荷、Q带正电荷时符合题意，故C