2025年高中物理试卷(带答案)第1讲　静电场及其应用.docx

第1讲静电场及其应用

课程标准

素养目标

1.通过实验，了解静电现象．能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象．

2．知道点电荷模型．知道两个点电荷间相互作用的规律．体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法．

3．知道电场是一种物质．了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法．会用电场线描述电场．

4．了解生产生活中关于静电的利用与防护．

物理观念：认识点电荷，了解电场的描述，掌握电场强度和电场线的特点．

科学思维：建构生活中带电物体的模型，使用对称、割补等物理方法，解决静电场中的矢量运算；强化电场的理解，运用电场线的规律解释不同场中的现象，并对电场强度、电势进行相关比较；从原理上会阐述静电现象的成因，从而更好地利用静电．

考点一库仑定律的理解与应用

【必备知识·自主落实】

1．点电荷、电荷守恒定律

(1)点电荷：有一定的电荷量，忽略形状和________的一种理想化模型．类似于质点模型

(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________到另一个物体，或者从物体的一部分________到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持________．

②起电方式：________、________、感应起电．

③带电实质：物体带电的实质是________．

2．库仑定律

(1)内容：________中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的________________成正比，与它们的距离的________成反比，作用力的方向在它们的连线上．

(2)表达式：F＝______，式中k＝9.0×109N·m2/C2，叫静电力常量．库仑用扭秤测出

(3)适用条件：

①________中；

②________．

【关键能力·思维进阶】

库仑定律的理解和应用

(1)库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用．

(2)对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离．

(3)对于两个带电金属球相距较近时，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示．

①同种电荷：F＜kq1

②异种电荷：F＞kq1

(4)不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0时，两个带电体已不能看作点电荷了．

考向1库仑定律与电荷守恒定律的结合

例1如图所示，真空中A、B两点分别固定两个相同的带电金属小球(均可视为点电荷)，所带电荷量分别为＋Q和－5Q，在A、B的延长线上的C点处固定一电荷量为q的电荷，该电荷受到的静电力大小为F1，已知AB＝BC.若将两带电金属小球接触后再放回A、B两处时，电荷受到的静电力大小为F2，则F1F2为

A．2110B．2116C．1910

思维提升

完全相同的带电体接触后电荷的分配原则

(1)若两带电体带同种电荷q1、q2，则接触后电荷量平均分配，即q′1＝q′2＝q1

(2)若两带电体带异种电荷q1、q2，则接触后电荷量先中和后平分，即：q1＝q2＝q1+q22

考向2库仑力的叠加

例2如图所示，真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为r的等边三角形的顶点A、B、C处，已知每个点电荷的电荷量都是q，静电力常量为k，则A、B处的电荷对C处电荷的静电力的合力大小为()

A．kq2r2B．2kq2r2C

考向3库仑力作用下的平衡

例3[2023·海南卷]

如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，AO＝2cm，OB＝4cm，在A、B两点固定两个带电荷量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电的小球静置于轨道内侧P点(小球可视为点电荷)，已知AP∶BP＝n∶1，则Q1∶Q2是()

A．2n2∶1B．4n2∶1

C．2n3∶1D．4n3∶1

例4如图所示，

质量相等可视为点电荷的A、B、C三个带电绝缘小球，其中A带负电并固定在绝缘竖直弹簧下端，当A、B、C三个小球的球心距离为L时，B、C小球带电荷量相等并悬在空中处于静止状态，下列说法正确的是()

A．小球A带的电荷量是小球B带电荷量的2倍

B．小球A受到五个作用力

C．弹簧弹力等于B、C两个小球对A球引力的矢量和

D．剪断弹簧后B、C两个小球一起做自由落体运动

例5如图所示，

在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在静电力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为()

A．正，B的右边0.4m处

B．正，B的左边0.2m处

C．负，A的左边0.2m处

D．负，A的右边0.2m处

思维提升

静电力作用下的平衡问题

(1)涉及静电场中的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了静电力，