高三一轮复习学案物理第八章静电场第1讲电场力的性质.docx

第1讲电场力的性质

学习目标1.了解静电现象，能用电荷守恒定律分析问题。2.知道点电荷模型，体会建立物理模型的意义。3.掌握并会应用库仑定律分析问题。4.掌握电场强度的概念和公式，会用电场线描述电场。5.掌握电场强度叠加的计算方法。

1.

eq\a\vs4\al(,2.)

eq\a\vs4\al(3.)

eq\a\vs4\al(,4.,,)

eq\a\vs4\al(5.)

1.思考判断

(1)两个带异种电荷的金属球接触时，正电荷从一个球转移到另一个球。(×)

(2)点电荷是理想化模型，均匀带电的绝缘球也可以视为点电荷。(√)

(3)相互作用的两个点电荷，电荷量大的受到的库仑力也大。(×)

(4)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。(×)

(5)由E＝eq\f(F,q)知，当试探电荷q变为一半时，电场强度E变为2倍。(×)

2.如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是()

A.甲带负电，乙带正电

B.甲的电荷量大于乙的电荷量

C.在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点

D.P点的电场强度小于Q点的电场强度

答案B

考点一库仑定律的理解和应用

1.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。

2.对于两个距离较近的带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布，如图所示。

(1)同种电荷：F＜keq\f(q1q2,r2)。

(2)异种电荷：F＞keq\f(q1q2,r2)。

3.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。

角度库仑力的叠加

例1(多选)(2024·广东东莞高三联考)如图1所示，在竖直面内有三个带电小球a、b、c，其中球a和球b固定，二者连线为一条竖直线，它们的电荷量大小分别为q1和q2，球c在图示位置处于静止状态，已知ab、bc和ac的连线的长度分别为4cm、3cm和2cm，则()

图1

A.球a和球b一定带同种电荷

B.球a和球b一定带异种电荷

C.eq\f(q1,q2)＝eq\f(1,8)

D.eq\f(q1,q2)＝eq\f(8,27)

答案BD

解析球c受重力及球a和球b对它的库仑力而平衡，球b对它的库仑力必须是斥力，而球a对它的库仑力必须是引力，球a和球b一定带异种电荷，故A错误，B正确；画出球c受力图，如图所示，三力平衡，设球c的带电荷量为q，在相似三角形中，有eq\f(\f(kq1q,（ac）2),ac)＝eq\f(\f(kq2q,（bc）2),bc)，整理有eq\f(q1,q2)＝eq\f(8,27)，故C错误，D正确。

角度库仑力作用下的平衡问题

例2(2023·海南卷，8)如图2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固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电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()

图2

A.2n2∶1 B.4n2∶1 C.2n3∶1 D.4n3∶1

答案C

解析如图所示，设∠OPB＝α，∠APO＝β，P球受到A、B的库仑斥力FA、FB和指向圆心的轨道弹力FN作用，三力平衡，由三角形知识和正弦定理有eq\f(FA,sinα)＝eq\f(FB,sinβ)，在△APO中，有eq\f(AP,sin\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(π－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－α)))))＝eq\f(AO,sinβ)，同理在△BPO中，有eq\f(BP,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－α)))＝eq\f(BO,sinα)，设小球的带电量为q，则FA＝keq\f(Q1q,AP2)，FB＝keq\f(Q2q,BP2)，联立解得Q1∶Q2＝2n3∶1，C正确。

库仑力作用下平衡问题的解题思路

例3(多选)如图3所示，同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3，恰好都处于平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍。下列说法正确的是()

图3

A.若q1、q3为正电荷，则q2为负电荷

B.若q1、q2为负电荷，则q3为正电荷

C.q1∶q2∶q3＝9∶4∶36

D.q1∶q2∶q3＝36∶4∶9

答案AD

解析在同一直线上的三个点电荷都处于平衡状态，由两同夹一异知，A正确，B错误；设q2、q3间距离为r，则q1、q2间距离为2r，对q1∶keq\f(q1q2,（2r