2021高考物理一轮复习第七章静电场第一节电场力的性质学案新人教版

第一节 电场力的性质

一、电荷 电荷守恒定律 1.元电荷、点电荷 （1）元电荷：e ＝1.60×10

－19

C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.

（2）点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型.

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）三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电. （3）带电实质：物体得失电子.

（4）电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的导体，接触后再分开，二者带相同电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分.

二、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 1q 2

r

2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫作静电力常量.

3.适用条件 真空中的点电荷.

（1）在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式. （2）当两个带电体的间距远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷. 4.库仑力的方向

由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

1.如图所示，两个不带电的导体A 和B ，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C 置于A 附近，贴在A 、B 下部的金属箔都张开（ ）

A.此时A 带正电，B 带负电

B.此时A带正电，B带正电

C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

D.先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合

解析：由静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电选项A、B错误；若移去C，A、B 两端电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C.则A、B带的电荷不能中和，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误.

答案：C

2.如图所示，完全相同的两个金属小球A、B带有等量电荷，相隔一

定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F.现用第三个完全相同的不带电

的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时A、B两个小球之间的相互作用力大小是（AB可看成点电荷）（）

A.1

8

F B.

1

4

F

C.3

8

F D.

3

4

F

答案：A

三、电场线电场强度

1.静电场

静电场是客观存在于电荷周围的一种物质，其基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.

2.电场线的特点

（1）电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无限远处，或来自于无限远处，终止于负电荷.

（2）电场线在电场中不相交.

（3）在同一电场中，电场线越密的地方电场强度越大.

（4）电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向.

（5）沿电场线方向电势逐渐降低.

（6）电场线和等势面在相交处互相垂直.

（7）电场线不是电荷在电场中的运动轨迹.

（8）几种典型电场的电场线分布.

3.电场强度

（1）定义式：E ＝F

q

，是矢量，单位：N/C 或V/m.

（2）点电荷的电场强度：E ＝kQ r

2，其中Q 为场源电荷的电荷量.

（3）方向：规定正电荷在电场中某点受力的方向为该点的电场强度方向.

3.如图所示，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点.已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，且PR ＝2RQ .则（ ）

A.q 1＝2q 2

B.q 1＝4q 2

C.q 1＝－2q 2

D.q 1＝－4q 2

答案：B

4.如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a 、b 两点，用E a 、E b 分别表示这两处电场强度的大小，则（ ）

A.a 、b 两点的电场强度方向相反

B.因为电场线由a 指向b ，所以E a ＞E b

C.因为电场线是直线，所以E a ＝E b

D.因为不知道a 、b 附近的电场线分布情况，所以不能确定E a 、E b 的大小关系 答案：D

库仑定律基本内容，起电的三种方式，接触起电电荷分配规律、电场强度定义式，电场线如何描述电场，正负点电荷，等量同种、等量异种电荷电场线分布.

考点一 库仑定律的理解和应用 1.对库仑定律的理解 （1）F ＝k q 1q 2

r 2

，r 指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电小球，r 为两小球的球心间距.

（2）当两个电荷间的距离r →0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的库仑力不能认为趋于无限大.

（3）应用时注意相同小球接触后电荷均分或中和后重新分布的问题. 2.“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场强为零的位置.

（2）

典例 （2018·全国卷Ⅰ）如图，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（ ）

A.a 、b 的电荷同号，k ＝16

9

B.a 、b 的电荷异号，k ＝16

9

C.a 、b 的电荷同号，k ＝64

27

D.a 、b 的电荷异号，k ＝64

27

解析：由于小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线，根据受力分析知，

a 、

b 的电荷异号.

根据库仑定律，

a 对c 的库仑力为 F a ＝k 0

q a q c

（ac ）

2，① b 对c 的库仑力为