2019届高考物理一轮复习第7章静电场课件

A．两球所带电荷量相等 B．A 球所受的静电力为 1.0×10－2 N C．B 球所带的电荷量为 4 6×1பைடு நூலகம்－8 C D．A、B 两球连线中点处的电场强度为 0
解析：选 ACD.两相同的小球接触后电量均分，故两球所带电 荷量相等，选项 A 正确；由几何关系可知，两球分开后，悬线 与竖直方向的夹角为 37°，A 球所受的电场力 F＝mgtan 37° ＝8.0×10－4×10×0.75 N＝6.0×10－3 N，选项 B 错误；根据库 qAqB q2 B 仑 定 律 得 ， F ＝ k 2 ＝ k 2 ， 解 得 qB ＝ l l
[突破训练] 考向 1 等效法 1.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， 在半球面 AB 上均匀分布正电荷， 总电荷量为 q，球面半径为 R，CD 为通过半球面顶点与球心 O 的轴线，在轴线上有 M、N 两点，OM＝ON＝2R.已知 M 点的 场强大小为 E，则 N 点的场强大小为( kq A. 2 4R kq C. 2－E 4R kq B． 2－E 2R kq D． 2＋E 4R )
解析：选 B.左半球面 AB 上的正电荷产生的电场等效为带正电 荷为 2q 的整个球面的电场和带电荷－q 的右半球面的电场的合 2kq 电场，则 E＝ －E′，E′为带电荷－q 的右半球面在 M （2R）2 点产生的场强大小．带电荷－q 的右半球面在 M 点的场强大小 与带正电荷为 q 的左半球面 AB 在 N 点的场强大小相等， 则 EN 2kq kq ＝E′＝ －E＝ 2－E，则 B 正确． 2R （2R）2
4.(多选)如图所示，把 A、B 两个相同的导电小球分别用长为 0.10 m 的绝缘细线悬挂于 OA 和 OB 两点． 用丝绸摩擦过的玻璃 棒与 A 球接触，棒移开后将悬点 OB 移到 OA 点固定．两球接触 后分开，平衡时距离为 0.12 m．已测得每个小球质量是 8.0× 10－4 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度 g＝10 m/s2，静 电力常量 k＝9.0×109 N·m2/C2，则( )
解析：选 D.虽然两球心间的距离 l 只有球壳外半径 r 的 3 倍， 但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中 于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律求 F1；而本题中 由于 a、b 两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷 分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球 心间的距离 l 只有其外半径 r 的 3 倍， 不满足 l 远大于 r 的要求， 故不能将两带电球壳看成点电荷，所以库仑定律不适用，选项 D 正确．
3． 如图所示， 两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 与 b， 其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两 球心间的距离为 l，l 为球壳外半径 r 的 3 倍．若使它们带上等 量异种电荷，电荷量的绝对值均为 Q，那么，a、b 之间的万有 引力 F1 与库仑力 F2 为( )
m2 Q2 A．F1＝G 2 ，F2＝k 2 l l m2 Q2 B．F1≠G 2 ，F2≠k 2 l l m2 Q2 C．F1≠G 2 ，F2＝k 2 l l m2 Q2 D．F1＝G 2 ，F2≠k 2 l l
第七章
静电场
第七章
静电场
第一节
电场力的性质
考点一
库仑定律的理解及应用 [核心提炼]
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，要考虑表面电荷的重新分布，如图 所示．
q1q2 (1)同种电荷：F＜k 2 ； r q1q2 (2)异种电荷：F＞k 2 . r 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做点电荷了．
(2)两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷 7q － q 3q×3q 9q2 量为 ＝3q.放回原处后的相互作用力 F2＝k ＝k 2 ， 2 r2 r F2 9 故F＝ . 7
2．根据科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面 带有大量的负电荷．如果在距离地球表面高度为地球半径一半 的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若 将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带 电尘埃将( )
－
Fl2 k ＝
6×10 3×0.122 C＝4 6×10－8 C，选项 C 正确；A、B 两 9 9×10 球带等量的同种电荷，故在 A、B 两球连线中点处的电场强度 为 0，选项 D 正确．
考点二 类型一
电场强度的理解及叠加
求解电场强度的常规方法 [核心提炼]
电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考考点分布的重 点区域之一．求电场强度常见的方法有定义式法、点电荷电场 强度公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法．
A．向地球表面下落 B．远离地球向太空运动 C．仍处于悬浮状态 D．无法判断
解析：选 C.设带电尘埃的质量为 m，电荷量为 q；地球的质量 为 M，地球所带负电荷总量为 Q，地球半径为 R，当尘埃放在 距离地球表面高度为地球半径一半时，恰好悬浮，由库仑定律 kQq Mm 和万有引力定律可得： 得 kQq＝GMm 2＝ G 2， （1.5R） （1.5R） ①；当尘埃放在距离地球表面高度与地球半径相等时，受到的 GMm kQq F 万有引力 F＝ ； 受到的库仑力为： F′＝ ， 则 ＝ F′ （2R）2 （2R）2 GMm kQq F ②；联立①②可知： ＝1，故 C 正确． F′
[即时小练] 1．(多选)两个半径相同的金属小球(视为点电荷)，带电荷量之 比为 1∶7，相距为 r，两者相互接触后再放回原来的位置上， 则相互作用力可能为原来的( 4 A. 7 9 C. 7 3 B． 7 16 D． 7 )
解析：选 CD.设两小球的电荷量分别为 q 和 7q，则原来相距 r q×7q 7q2 时的相互作用力 F＝k 2 ＝k 2 .由于两球的电性未知，接触 r r 后相互作用力的计算可分为两种情况： (1)两球电性相同．相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电 7q＋q 4q×4q 荷量为 ＝ 4q. 放回原处后的相互作用力 F1 ＝ k ＝ 2 r2 16q2 F1 16 k 2 ，故 F ＝ . r 7