2023年新高二暑期物理衔接讲义 第1讲 电场力的性质

第1讲 电场力的性质 重点梳理： 一、电场强度 (1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比，叫作该点的电场强度． (2)定义式：E＝. 注意：以上定义方法为比值法定义，电场中某点的电场强度大小与该处试探电荷的电荷量q及其受到的静电力F无关，取决于电场本身 (3)单位：牛每库(N/C)． (4)方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反．电场强度叠加遵循矢量合成法则：平行四边形定则 5.物理意义：描述电场力的性质 【总结】电场强度的计算 (1)E＝ (适用于任何电场) (2)E＝k (适用于真空中的点电荷的电场) (3)E＝ (适用于匀强电场) 【总结】电场强度大小的比较 (1)电场线法：电场线越密集，场强越大；电场线越稀疏，场强越小 (2)等势面法：等差等势面越密集。场强越大；反之，则越小 二、电场线 1．电场线的特点 (1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷． (2)电场线在电场中不相交． (3)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏． 2．点电荷的电场线 (1)点电荷形成的电场中，不存在电场强度相同的点，离场源电荷越近，电场线越密集，电场强度越强． (2)正点电荷的电场强度方向背离点电荷，负点电荷的电场强度方向指向点电荷． (3)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直．在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同． 3．等量异种点电荷的电场线分布 ①两点电荷连线之间的电场强度大小变化情况是：从左向右电场强度大小变化情况为先变大后变小；方向为从正电荷指向负电荷． ②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度大小变化情况是逐渐减小；方向是垂直于中垂面指向负电荷 ③关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相同． 2．等量同种点电荷(以等量正电荷为例)， ①两点电荷连线之间的电场强度大小变化情况是从左向右电场强度大小变化情况是先变小后变大；在O点左侧电场强度方向向右，在O点右侧电场强度方向左． ②从两点电荷连线中点O沿中垂线到无限远，电场强度大小变化情况是先变大后变小；在O点上方电场强度方向上，在O点下方电场强度方向下． ③关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相反． 3．匀强电场的电场线 匀强电场的电场线是间隔相等的平行线，场中各点电场强度大小相等、方向相同． 典例剖析： 【例题1】如图所示，、、分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知、之间的距离与、之间的距离之比为，每个电荷都只受静电力且处于平衡状态。如果为正电荷，则（　　）    A．为正电荷，为负电荷 B．为负电荷，为正电荷 C．、的电荷量大小之比为 D．、的电荷量大小之比为 【例题2】（2023·海南·统考模拟预测）如图，一劲度系数为的绝缘轻质弹簧，一端固定在倾角为的光滑绝缘斜面的上端，另一端与带电量为、质量为m的球a连接。a的右侧固定有带电量为Q的球b、系统静止时，a对斜面的压力恰好为零，两球心高度相同，球心间距和弹簧的长均为l。已知静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球视为点电荷，则（　　） A．球b带正电， B．球b带负电， C．弹簧的原长为 D．弹簧的原长为 【例题3】如图所示，水平天花板上的P、Q两点各固定一个光滑定滑轮，两根细绳穿过定滑轮分别连接A、B、C三个带电绝缘小球，三个小球保持静止状态且处于同一高度，定滑轮与小球在同一竖直面内。已知A、C球的质量均为m，B球的质量为M，、均为正三角形，重力加速度为g。则（    ） A．A、B、C可能带同种电荷 B．B球的电荷量最小 C． D．A、B球之间库仑力大小为 【例题4】（多选题）如图所示，光滑绝缘圆弧形轨道竖直放置。质量均为M，带电量均为的A、B两小球分别处于圆心等高处和圆弧最低点。B球受到水平向左外力F的作用，使A、B均处于静止状态。由于A球缓慢漏电，导致其高度缓慢降低，B球仍保持静止状态。A球下降过程中，下列说法正确的有（　　）    A．A、B两球之间的电场力变大 B．A球所受的支持力大小不变 C．B球所受外力F变小 D．B球所受的支持力变大 【例题5】均匀带电球壳在球壳外某处产生的电场可等效看做相同电荷量的点电荷位于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布负电荷，总的电荷量为，球面半径为，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，M、N、P为CD上的点，且，。当P点固定一电荷量为的点电荷时，N点电场强度为0。则M点的场强大小为（　　）    A． B． C． D． 【例题6】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一半径为R的球体表面均匀带有正电荷，电