2020版物理高考新素养大一轮新高考_鲁京津琼____第七章 __ 第1讲

大”的原则，所以点电荷 C 应在 A 左侧，带负电。设在 A 左侧距 A 为 x 处，由于处于
平衡状态，所以 kQx2q＝（k0×.4＋9Qx·）q 2，解得 x＝0.2 m，选项 C 正确。 答案 C
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三个孤立共线点电荷的平衡规律
“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正 、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远 大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
5.电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度
的_矢__量___和，遵从__平__行__四__边__形____定则。
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电场线 1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的__强__弱___及__方__向___，在电场中
画出一些曲线，曲线上每一点的__切__线__方__向__都跟该点的电场强度方向一致， 曲线的_疏__密___表示电场的强弱。
运动、牛顿第二定律
T21：电势、等势面、电势 与电场强度的关系
Ⅱ卷·T15：带电粒子在电场 中运动轨迹的分析
Ⅱ卷·T25：带电粒子在电场 能
(3)电容器的动态分析，电
中的运动、动能定理
Ⅱ卷·T21：电势差、电场力 容器与平衡条件的综合
Ⅲ卷·T15：等势面的理解及 电场力做功的计算
Ⅲ卷·T21：电场线与等势面 做功、电势能 的关系、电场强度与电势 T25：电场、磁场、复合场
M点电场强度小，由电场力公式F＝qE可知正点电荷从虚线上N点移动到M点的过
程中，电场力逐渐增大，电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，所以一直
在变化，故选项D正确。
答案 D
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库仑定律的理解及应用 1.对于两个相同的带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图2所示。
(1)同种电荷：F＜kqr1q2 2； (2)异种电荷：F＞kqr1q2 2。
图6
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A.B点的电场强度的大小为0.25 N/C
B.A点的电场强度的方向沿x轴负方向
C.点电荷Q是正电荷
D.点电荷Q的位置坐标为0.3 m
解析 由两试探电荷受力情况可知，点电荷 Q 为负电荷，且放置于 A、B 两点之
间某位置，A 点的电场强度方向沿 x 轴正方向，选项 B、C 错误；设 Q 与 A 点之
(4)电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场力的方向相反。( )
(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
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2.(多选)下列关于电场强度的叙述正确的是( ) A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力 B.电场中某点的场强与该点试探电荷所受的电场力成正比 C.电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向 D.电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关
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正电荷
相交 场强
场强方向 降低
垂直
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1.思考判断
(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。( )
(2)根据公式 F＝kqr1q2 2得，当 r―→0 时，有 F―→∞。(
)
(3)相互作用的两个点电荷，电荷量大的，受到库仑力也大。( )
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库仑定律
1.内容：_真__空__中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的__电__荷__量__的__乘__积___ 成正 比，与它们的距离的__二__次__方___成反比。作用力的方向在它们的连线上。
2.表达式：F＝ __k_q_r1_q2_2_ ，式中k＝_9_._0_×__1_0_9 N·m2/C2，叫静电力常量。 3.适用条件：(1)_真__空__ 中；(2)__点__电__荷__。
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解析 如果 a、b 带同种电荷，则 a、b 两小球对 c 的作用力均为斥力或引力，此时 c 在 垂直于 a、b 连线的方向上的合力一定不为零，因此 a、b 不可能带同种电荷，A、C 错 误；若 a、b 带异种电荷，假设 a 对 c 的作用力为斥力，则 b 对 c 的作用力一定为引力， 受力分析如图所示，由题意知 c 所受库仑力的合力方向平行于 a、b 的连线，则 Fa、Fb 在垂直于 a、b 连线的方向上的合力为零，由几何关系可知FFab＝tan1 α＝43，又由库仑定律 得FFab＝qqab·rrb22acc，联立解得 k＝|qqab|＝6247，B 错误，D 正确。
间的距离为 l，则点电荷在 A 点产生的场强大小 EA＝kQl2＝Fqaa＝41× ×1100－ －49 N/C＝
4×105 N/C，同理可得，点电荷在 B 点产生的场强大小为 EB＝k（lABQ－l）2＝Fqbb＝
1×10－4 4×10－9
N/C＝0.25×105
N/C，联立解得 l＝0.1
m，所以点电荷 Q 的位置坐标为
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【例2】 如图6甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两 点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负 电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场 力的大小F跟试探电荷所带电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正 确的是( )
图2
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2.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：
3.一个结论 完全相同的两带电金属球接触后再分离带有完全相同的电荷量。
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【例1】 (2018·全国卷Ⅰ，16)如图3，三个固定的带电小球a、
b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。
小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、
b所带电荷量的比值的绝对值为k，则( )
图3
A.a、b 的电荷同号，k＝196
B.a、b 的电荷异号，k＝196
C.a、b 的电荷同号，k＝6247
D.a、b 的电荷异号，k＝6247
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4.如图1所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以
一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正
试探点电荷从虚线上N点移动到M点，则电荷所受电场力(
)A.大小不变
B.方向不变
图1
C.逐渐减小
D.逐渐增大
解析 由电场线的分布情况可知，N点电场线比M点电场线疏，则N点电场强度比
答案 C
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3.如图5所示，在一条直线上有两个相距0.4 m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
点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及
图5
位置应为( )
A.正，B的右边0.4 m处 B.正，B的左边0.2 m处
C.负，A的左边0.2 m处 D.负，A的右边0.2 m处 解析 要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远
xQ＝xA＋l＝(0.2＋0.1) m＝0.3 m，选项 A 错误，D 正确。
答案 D
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1.(多选)真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点 C和顶点B上，D为斜边AB的中点，∠ABC＝30°，如图 7所示。已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说 法正确的是( ) A.q1带正电，q2带负电 B.D点电势高于A点电势 C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半 D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍
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2.(2018·上海奉贤二模)如图4所示，探究电荷间相互作用力的示
意图，图中金属球A带正电，置于绝缘支架上，带电小球B悬
于绝缘丝线的下端，质量为m。当悬在P1点，B球静止时，两 带电小球刚好在同一高度，此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为
θ，重力加速度为g，则( )
图4
A.A、B间的库仑力为mgcot θ
B.A、B间的库仑力为mgsin θ
C.将悬点移到P2，平衡时B低于A D.将悬点移到P2，平衡时A、B仍在同一高度
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解析 当B球处于平衡状态时，刚好与A球在同一水平面上，其受力如图所示 ，A、B带同种电荷；由力的平行四边形定则可得F库＝mgtan θ，选项A、B错 误；若把悬点移到P2，由库仑定律可知，距离越远，A、B间库仑力越小，B球 越低，选项C正确，D错误。
A.2∶1
B.60∶1
C.16∶1
解析 开始时由库仑定律得 F1＝k5Q× a2 3Q
D.15∶4
①，现用绝缘工具使两小球相互接触
后，电荷量先中和再平分，各自带电为 Q，因此此时 F2＝k（Q2×a）Q 2 ②，由①②得
F2＝610F1，则 F1 与 F2 之比为 60∶1，故项选 B 正确。
答案 B
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考点内容
物质的电结构、电荷守恒 静电现象的解释 点电荷 库仑定律 静电场 电场强度、点电荷的场强 电场线 电势能、电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系
实验：观察电容器的充、放电现象
答案 D
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1.(2019·天津静海一中调研)使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－
3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1。 现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库
仑力的大小为F2。则F1与F2之比为( )
解析 由电场强度的定义 E＝Fq可知，选项 A 正确；场强的大小和方向与试探电荷 无关，选项 B 错误，D 正确；正电荷所受电场力的方向才是场强的方向，选项 C 错误。
答案 AD
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3.下列关于电场的叙述中正确的是( ) A.以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相等 B.正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大 C.取走电场中某点的试探电荷后，该点的场强为零 D.电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场的方向不一定相同 解析 电场强度是矢量，以点电荷为圆心，r为半径的球面上场强大小相等、方向不 同，选项A错误；场强的大小与电荷正、负无关，选项B错误；取走试探电荷，该点 的场强不变，选项C错误；只有正电荷所受电场力的方向与该点电场的方向相同，选 项D正确。 答案 D
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电场强度、点电荷的场强 1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的__比__值__。
F
2.定义式：E＝ __q____ 。单位：N/C或V/m
Q
3.点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：E＝___k_r_2 _。
4.方向：规定_正__电__荷___在电场中某点所受_电__场__力____的方向为该点的电场强度方向。
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__转__移__到另一个物体， 或者从物体的一部分__转__移__到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持__不__变__。 (2)起电方式：_摩__擦__起__电___、__接__触__起__电__、感应起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是_得__失__电__子___。
(4)带电粒子在匀强电场中 的运动问题
差的关系
Ⅲ卷·T25：电场加速、组合 (5)用功能关系的观点处理
场
带电体在电场中的运动问
题
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第1讲 电场的力的性质
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知识排查
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__大__小__的一种理想化模型。
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1.电场强度的性质
对电场强度的理解与计算
矢量性
规定正电荷受力方向为该点场强的方向
电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点 唯一性
的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置
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2.电场强度的三个计算公式
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2016
高考(全国卷)三年命题情况对照分析
2017
2018
命题热点
Ⅰ卷·T14：电容器、匀强电 场的特点
Ⅰ卷·T20：φ－r图象、电场
(1)电场线、等势线与带电
强度及电场力做功
Ⅰ卷·T16：库仑定律、平行 粒子运动轨迹的判断问题
T20：电场力作用下的曲线 运动
T25：带电粒子在电场中的 四边形定则
(2)电势、电势能、电势差