静电场力的性质1

选修3-1 静电场 ——第1讲 静电场力的性质

知识点总结

一 库仑定律的理解与应用

1．库仑定律适用条件的三点理解

(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r 为两球心之间的距离。

(2)对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布。 (3)库仑力在r ＝10

－15

～10－

9m 的范围内均有效，但不能根据公式错误地推论：当r →0

时，F →∞。其实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再看成点电荷了。

2．应用库仑定律的四条提醒

(1)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。

(2)作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。 (3)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。 (4)库仑力存在极大值，由公式F ＝k q 1q 2

r

2可以看出，在两带电体的间距及电量之和一定

的条件下，当q 1＝q 2时，F 最大。 3．解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤

库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下：

4．“三个自由点电荷平衡”的问题

(1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。

(2)

（3）r

Q Q r

Q Q r

Q Q BC

C

B BA

A

B AC

C

A k

k

222=

=

Q

Q Q

Q Q

Q C

B

A

B

C

A

+

=

二．电场强度

1．电场强度三个表达式的比较

(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。

(2)运算法则：平行四边形定则。

3．计算电场强度常用的五种方法

(1)电场叠加合成的方法(2)平衡条件求解法(3)对称法(4)补偿法(5)等效法

三．电场线的理解与应用

1．电场线的三个特点

(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处；

(2)电场线在电场中不相交；

(3)在同一幅图中，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。

2．六种典型电场的电场线

3．两种等量点电荷的电场

4．电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系

一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合。

(1)电场线为直线；

(2)带电粒子初速度为零，或速度方向与电场线平行；

(3)带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行。

习题精炼

1．（多选）关于库仑定律，正确的是（）

A．库仑定律适用于真空中的两点电荷间相互作用力的计算

B. 静电力常量k的值为9.0×109N·m2/C2

C．库仑定律和万有引力定律都遵从与距离的二次方成反比规律

D．当两个带电体间的距离趋近于零时，由库仑定律，库仑力将趋向无穷大

答案：ABC

2．真空中甲、乙两个固定的点电荷，相互作用力为F，若甲的带电量变为原来的2倍，乙的带电量变为原来的8倍，要使它们的作用力仍为F，则它们之间的距离变为原来的（）

A ．2倍

B ．4倍

C ．8倍

D ．16倍 答案：B

3．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的那一个（ ） A ．3.2×10-19

CB ．3.4×10-19

C Ｃ．3.6×10-19

C Ｄ．3.８×10-19

C 答案：A

4．（多选）如图所示，A 、B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属验电箔，C 是带正电的小球，下列说法正确的是（ ） A ．把C 移近导体A 时，A 、B 上的金属箔片都张开

B ．把

C 移近导体A ，再把A 、B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片仍张开 C ．把C 移近导体A ，先把C 移走，再把A 、B 分开，A 、B 上的金属箔片仍张开

D ．把C 移近导体A ，先把A 、B 分开，再把C 移去，然后重新让A 、B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片已闭合（ ） 答案：AB

5．如图，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A .在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B 的电量分别为q 1和q 2, θ分别为30°和45°.则q 2/q 1为( ) A.2 B.3 C.23 D.33 答案：C

6．关于电场强度的叙述，正确的是（ ） A ．沿着电场线的方向，场强越来越小

B ．电场中某点的场强在数值上等于单位电量的试探电荷在该点所受的电场力

C ．如电场线是直线，则该电场一定是匀强电场

D

．试探电荷所受的电场力的方向就是该点电场强度的方向 答案：B

7．如图 M 、

N 和P 是以MN 为直径的半圈弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，

∠MOP=600

．电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的