靜電場(chǎng)第七章

第1講庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度知識(shí)一1.元電荷元電荷是最小的電荷量，其值為e＝______________，所有帶電體的電荷量都是元電荷的______________，其中質(zhì)子、電子的電荷量與元電荷相同．電子的電荷量q＝______________.電荷、電荷守恒定律1.6×10－19C

整數(shù)倍

－1.6×10－19C

小惑易解帶電體所帶的電荷量是不連續(xù)的，任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍．2.點(diǎn)電荷(1)本身的體積比電荷間的距離________的帶電體．(2)點(diǎn)電荷是理想化模型．3.電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能消失，只能從物體的一部分________到另一部分，或者從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，在________的過(guò)程中電荷的代數(shù)和保持不變．小得多

轉(zhuǎn)移

轉(zhuǎn)移

轉(zhuǎn)移

(2)起電方法：__________、__________、__________.(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是__________．(4)兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球相接觸后電荷的分配規(guī)律：同種電荷總量________，異種電荷______后再平均分配．摩擦起電

感應(yīng)起電

接觸起電

電子的得失

平分中和

【小題自測(cè)】1．關(guān)于元電荷，正確的說(shuō)法是 (

)A．元電荷就是點(diǎn)電荷B．1C電量叫元電荷C．元電荷就是質(zhì)子D．元電荷是自然界中電荷的最小單元D

知識(shí)二1.內(nèi)容：________中兩個(gè)靜止________之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成________，與它們的距離的二次方成________，作用力的方向在它們的連線上．庫(kù)侖定律真空

點(diǎn)電荷

正比

反比

9.0×109

3.適用條件：________中的____________．(1)在空氣中，兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應(yīng)用公式計(jì)算．(2)當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距遠(yuǎn)大于本身的大小時(shí)，可以把帶電體看成點(diǎn)電荷．4.庫(kù)侖力的方向：由相互作用的兩個(gè)帶電體決定，且同種電荷相互________，異種電荷相互________．真空

靜止點(diǎn)電荷

排斥

吸引

知識(shí)三1.電場(chǎng)電荷周?chē)嬖诘囊环N特殊物質(zhì)．電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有________．靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)稱(chēng)為_(kāi)_________．電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度力的作用

靜電場(chǎng)

2.電場(chǎng)強(qiáng)度(1)物理意義：描述電場(chǎng)的______和______的物理量．(2)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F與它的________的比值等于電場(chǎng)強(qiáng)度．(3)定義式：________，單位：______或______．(4)矢量性：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，方向與正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向______，與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向______．(5)唯一性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是唯一的，由電場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)．強(qiáng)弱

方向

電荷量

N/C

V/m

一致

相反

(6)真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式：____________，其中Q是形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷．(7)電場(chǎng)的疊加：某點(diǎn)的電場(chǎng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的________．矢量和

【小題自測(cè)】3．如圖，水平直線表示電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，A、B為電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)．一負(fù)點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下，從靜止開(kāi)始由A向B做勻加速運(yùn)動(dòng)．則電場(chǎng)強(qiáng)度 (

)A．逐漸增大，方向向左B．逐漸增大，方向向右C．保持不變，方向向左D．保持不變，方向向右【答案】C知識(shí)四1.電場(chǎng)線為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的______和______，在電場(chǎng)中畫(huà)出的一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的________都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，曲線的______表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱．電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了描述電場(chǎng)而假想的線．電場(chǎng)線強(qiáng)弱

方向

切線方向

疏密

小惑易解電場(chǎng)雖然抽象，但實(shí)際存在；電場(chǎng)線雖然形象，但實(shí)際并不存在．2.電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線始于__________(或無(wú)窮遠(yuǎn))，終于負(fù)電荷(或________)．(2)同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線密的地方__________，電場(chǎng)線疏的地方________．(3)電場(chǎng)線密的地方等差等勢(shì)面______；等差等勢(shì)面疏的地方電場(chǎng)線也______．(4)電場(chǎng)線互不相交．(5)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處____________．(6)電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)________最快的方向，電勢(shì)降低的方向______________電場(chǎng)線的方向．(7)切線方向表示該點(diǎn)______的方向，也是________的受力方向．正電荷

無(wú)窮遠(yuǎn)

電場(chǎng)強(qiáng)

電場(chǎng)弱

密

疏

互相垂直

降低

不一定是

場(chǎng)強(qiáng)

正電荷

3.幾種典型的電場(chǎng)線孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量異種電荷的電場(chǎng)

等量同種電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)

【小題自測(cè)】4．(2020年銅仁模擬)關(guān)于同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線，下列表述正確的是 (

)A．電場(chǎng)線是客觀存在的B．電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越小C．沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低D．電荷在沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能減小C

(1)(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的敘述正確的是 (

)A．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場(chǎng)力B．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)試探電荷所受的電場(chǎng)力成正比C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是試探電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向D．電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)(2)下列關(guān)于電場(chǎng)的敘述中正確的是 (

)A．以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相等B．正電荷周?chē)膱?chǎng)強(qiáng)一定比負(fù)電荷周?chē)膱?chǎng)強(qiáng)大C．取走電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷后，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零D．電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)電場(chǎng)的方向不一定相同(3)如圖所示，實(shí)線為等量異種點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，若將一正試探點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)，則電荷所受電場(chǎng)力 (

)A．大小不變B．方向不變C．逐漸減小D．逐漸增大題點(diǎn)各個(gè)擊破2命題點(diǎn)一對(duì)點(diǎn)電荷和庫(kù)侖定律的理解[師生共研類(lèi)]2.庫(kù)侖力具有力的共性(1)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律．(2)庫(kù)侖力可使帶電體產(chǎn)生加速度．(3)庫(kù)侖力可以和其他力平衡．(4)某個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受幾個(gè)點(diǎn)電荷的作用時(shí)，要用平行四邊形定則求合力．1．(庫(kù)侖定律的應(yīng)用)使兩個(gè)完全相同的金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F1。現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F2。則F1與F2之比為 (

)A．2∶1

B．60∶1

C．16∶1

D．15∶42．(電場(chǎng)中的平衡)(多選)(2021·咸陽(yáng)模擬)如圖所示，帶正電的小球A用豎直立在地面上的絕緣桿支撐固定，帶正電的小球B用繞過(guò)A球正上方的定滑輪的絕緣細(xì)線掛著，開(kāi)始時(shí)A、B在同一水平線上并處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)兩個(gè)小球的大小。現(xiàn)用手拉細(xì)線，使小球B緩慢向上移動(dòng)，小球B在向上移動(dòng)過(guò)程中A、B兩球的電荷量保持不變，不計(jì)兩球間的萬(wàn)有引力，則在B球緩慢移動(dòng)一小段距離的過(guò)程中(

)A．A、B兩球間的距離在減小B．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是一段圓弧C．細(xì)線上的張力一直減小D．細(xì)線上的張力可能先變小后變大3．(三個(gè)電荷平衡)如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q。現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場(chǎng)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為 (

)A.正，B的右邊0.4m處B．正，B的左邊0.2m處C．負(fù)，A的左邊0.2m處

D．負(fù)，A的右邊0.2m處

4.兩個(gè)大小相同的金屬小球A、B分別帶有qA∶qB=4∶1數(shù)值的電荷量，相距較遠(yuǎn)，相互間引力為F。現(xiàn)將另一個(gè)不帶電的，與A、B完全相同的金屬小球C，先與A接觸，再與B接觸，然后分離，則A、B間的作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少？1.三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的比較命題點(diǎn)二對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解[師生共研類(lèi)]適用條件一切電場(chǎng)①真空②點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)決定因素由電場(chǎng)本身決定，與q無(wú)關(guān)由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定由電場(chǎng)本身決定，d為兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離2.電場(chǎng)的疊加(1)疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和．(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則．例2

如圖甲所示，真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)電荷Q，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為0.2m和0.7m。在A點(diǎn)放一個(gè)帶正電的試探電荷，在B點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷，A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到電場(chǎng)力的方向都跟x軸正方向相同，電場(chǎng)力的大小F跟試探電荷所帶電荷量q的關(guān)系分別如圖乙中直線a、b所示。下列說(shuō)法正確的是 (

)A.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為0.25N/CB．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向C．點(diǎn)電荷Q是正電荷D．點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3m【答案】C2．如圖所示，帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置，其中心處有一電子，若電子某一時(shí)刻以初速度v0從圓環(huán)中心處水平向右運(yùn)動(dòng)，則此后電子將 (

)A．做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．以圓心為平衡位置振動(dòng)D．以上選項(xiàng)均不對(duì)【答案】．C3．(多選)(2020年全國(guó)Ⅱ卷)如圖，豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷．a(chǎn)、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個(gè)點(diǎn)，c、d為豎直直徑上的兩個(gè)點(diǎn)，它們與圓心的距離均相等．則 (

)A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等

B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等C．c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等

D．c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等【答案】ABC【解析】如圖所示，為等量異種電荷周?chē)臻g的電場(chǎng)分布圖．本題的帶電圓環(huán)，可拆解成這樣無(wú)數(shù)對(duì)等量異種電荷的電場(chǎng)，沿豎直直徑平行放置.它們有共同的對(duì)稱(chēng)軸PP′，PP′所在的水平面與每一條電場(chǎng)線都垂直，即為等勢(shì)面，延伸到無(wú)限遠(yuǎn)處，電勢(shì)為零．故在PP′上的點(diǎn)電勢(shì)為零，即φa＝φb＝0；而從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電勢(shì)一直在降低，即φc＞φd，B正確，D錯(cuò)誤；上下兩側(cè)電場(chǎng)線分布對(duì)稱(chēng)，左右兩側(cè)電場(chǎng)線分布也對(duì)稱(chēng)，由電場(chǎng)的疊加原理可知A、C正確．1.幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布(1)孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈空間球狀對(duì)稱(chēng)分布如圖甲、乙所示；勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖丙所示；點(diǎn)電荷與帶電金屬板的電場(chǎng)線分布如圖丁所示．命題點(diǎn)三對(duì)電場(chǎng)線的理解和應(yīng)用[師生共研類(lèi)](2)兩等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布規(guī)律.項(xiàng)目等量異種電荷等量同種電荷點(diǎn)電荷連線特點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向：正→負(fù)大小：強(qiáng)→弱→強(qiáng)，中點(diǎn)最小方向：中點(diǎn)兩側(cè)方向相反大小：強(qiáng)→弱→強(qiáng)，中點(diǎn)E＝0電勢(shì)正電荷→負(fù)電荷，高→低若為正電荷，中點(diǎn)最低若為負(fù)電荷，中點(diǎn)最高中垂面場(chǎng)強(qiáng)各點(diǎn)方向一致，中點(diǎn)最強(qiáng)兩側(cè)漸弱中點(diǎn)兩側(cè)方向相反，兩側(cè)均有最大值，中點(diǎn)向兩側(cè)均為弱→強(qiáng)→弱電勢(shì)電勢(shì)為0的等勢(shì)面不是等勢(shì)面相同點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小、電勢(shì)均關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布2.電場(chǎng)線的應(yīng)用例3

(2021年浙江名校聯(lián)考)小強(qiáng)在學(xué)習(xí)了《靜電場(chǎng)》一章后，來(lái)到實(shí)驗(yàn)室研究如圖所示的電場(chǎng)，實(shí)線和虛線分別表示該電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)線，若

a、b

兩點(diǎn)所處的等勢(shì)線電勢(shì)為0，相鄰等勢(shì)線間的電勢(shì)差為2V，則 (

)A．a(chǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度等于b處電場(chǎng)強(qiáng)度B．c、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于c、a

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差C．電子在c處具有的電勢(shì)能為20eVD．若將一電子在d處由靜止釋放，則運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)對(duì)應(yīng)等勢(shì)線時(shí)，具有的動(dòng)能為2eV【答案】D【解析】a處電場(chǎng)線較b處密集，a處電場(chǎng)強(qiáng)度大于b處電場(chǎng)強(qiáng)度，A錯(cuò)誤；

a、b

兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于c、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，B錯(cuò)誤；電子在c處的電勢(shì)能為－20eV，C錯(cuò)誤；電子在d處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)對(duì)應(yīng)等勢(shì)線時(shí)，電場(chǎng)力做功2eV，電子的電勢(shì)能減少2eV，動(dòng)能增加2eV，D正確．1．(2020年莆田月考)某電場(chǎng)線分布如圖所示，一帶電粒子沿圖中虛線所示軌跡運(yùn)動(dòng)，先后通過(guò)M點(diǎn)和N點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是 (

)A．M、N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EM＞ENB．粒子在M、N點(diǎn)的加速度aM＞aNC．粒子在M、N點(diǎn)的速度vM＞vND．粒子帶正電【答案】D【解析】電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，因此EN＞EM，A錯(cuò)誤；同一電荷在M處的電場(chǎng)力小于N處的電場(chǎng)力，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，可知aM<aN，B錯(cuò)誤；粒子受力的方向總是指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)，從粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡可知，粒子受力方向與電場(chǎng)線方向相同，帶正電荷，且從M向N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，運(yùn)動(dòng)速度增加，C錯(cuò)誤，D正確.模擬隨堂集訓(xùn)3【答案】C【解析】電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷所受的電場(chǎng)力F以及試探電荷所帶的電量q以及電性均無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤，C正確；正、負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反，但是某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的，與是否放試探電荷無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤．2．(2020年江西質(zhì)檢)如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm.小球c所受庫(kù)侖力的合力方向平行于a、b的連線．設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則 (

)【答案】D【解析】根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸，且小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線，可知，a、b的電荷異號(hào)，對(duì)小球c受力分析，如圖所示．3．(多選)如圖所示，PO為光滑絕緣豎直墻壁、OQ為光滑絕緣水平地面，地面上方有一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，帶正電荷的A、B兩小球(可視為質(zhì)點(diǎn))均緊靠接觸面而處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)兩球之間的距離為L(zhǎng).若在小球A上加豎直推力F，小球A沿墻壁PO向著O點(diǎn)移動(dòng)一小段距離后，適當(dāng)移動(dòng)B球，小球A與B重新處于靜止?fàn)顟B(tài)，則與原來(lái)比較(