电场的力的性质—(人教版)高考大一轮复习优质课件ppt

解析：两绝缘细绳保持竖直状态，对 两小球整体分析，整体受电场力的 合力为零，电荷量为零，故两小球 带等量异种电荷，隔离 P 进行研究， P 受库仑引力作用，则 P 受到的电 场力由 Q 指向 P，可知 P 带负电荷， 则 Q 带正电荷，D 正确。
答案：D
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答案：B
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考点二 库仑力作用下的平衡问题
4.(2020·陕西一模)(多选)如图所示，带正电的小球 A 用竖直立在地面上的绝缘杆支撑固
定，带正电的小球 B 用绕过 A 球正上方的定滑轮的绝缘细线挂着，开始时 A、B 在同 一水平线上并处于静止状态，不计两个小球的大小。现用手拉细线，使小球 B 缓慢向 上移动，小球 B 在向上移动过程中 A、B 两球的电荷量保持不变，不计两 球间的万有引力，则在 B 球缓慢移动一小段距离的过程中 ( ) A．A、B 两球间的距离在减小 B．小球的运动轨迹是一段圆弧 C．细线上的张力一直减小 D．细线上的张力可能先变小后变大
mgtan q
30°，代入数据得：E＝1×107
N/C，
故选项 B 正确。
答案： B
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考点三 电场强度的叠加与计算
6．[对称法]正电荷均匀分布在半球面上，它们在此半球的
球心 O 处产生的电场强度大小为 E0，现将一个通过 O 点且与半球底面成 θ＝60°的平面把半球面切分出一个
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考点二 库仑力作用下的平衡问题
解析：B 受到的重力为 mg，A、B 两球的带电 由此可见，在小球 B 移动过程中，r 不变，
荷量分别为 q1、q2，两球间的距离为 r，A 球 因此小球的运动轨迹是一段圆弧，选项 A 错
2．求解电场强度的常规方法
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如图所示，A、B、C 三点是同一圆周上的三等
分点，若在 B、C 两点放 等量的正电荷，则 A 点的 电场强度大小为 E。若将 C 点的电荷改为与 B 点 所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，
于无限大。
如图，两个带电金属小球中心距离为 r，带
电荷量相等为 Q，则它们之间电荷的相互作用
力大小 F 的说法正确的是 ( )
A．若是异种电荷
Q2 F<k r2
B．若是同种电荷
Q2 F>k r2
C．若是异种电荷
Q2 F>k r2
D．不论是何种电荷 F＝kQr22
解析：当是异种电荷时，电荷间相互 吸引，导致电荷间距比 r 还小，因 此库仑力 F>kQr22，故 A 错误，C 正 确；若是同种电荷，则出现相互排 斥，导致电荷间距比 r 还大，因此 库仑力 F<kQr22，故 B、D 错误。
解析：分析小球受力如图所示，重力 mg 竖
直向下，丝线拉力 FT 沿丝线方向向上，
因为小球处于平衡状态，还应受水平向左
的电场力 F，小球带负电，所受电场力方
向与场强方向相反，所以场强方向水平向
右，小球在三个力作用下处于平衡状态，
三个力的合力必为零，所以 F＝mgtan 30°，
又 F ＝ Eq ， Eq ＝ mgtan 30°， 则 E ＝
答案： B
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考点一 电荷守恒与库仑定律
2．(多选)在真空中两个完全相同的金属小球 P、Q(可看作点电荷)，P 球带电荷量 大小为 5.0×10－9 C，Q 球带电荷量大小为 7.0×10－9 C，两球相距 1 m。下列说 法正确的是( ) A．它们之间的库仑力一定为斥力，大小为 3.15×10－7 N B．它们之间的库仑力—定为引力，大小为 3.15×10－7 N C．若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力可能为 3.24×10－7 N D．若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力可能为 9.0×10－9 N
为( )
kΔlq A. r
kΔlq C. r2
kqr B.Δl2
kqΔl2 D. r
解析：把缺口处填补为完整的圆，则填补上的小 圆弧带电荷量 q′＝Δlq 由于 Δl≪r，故可视为点电荷，它在 O 点产生 的场强为：E′＝kΔr2lq 由对称性可知整个圆环在 O 点的场强 E 合＝0， 则存在缺口时在 O 点的场强大小 E＝E′ 即 E＝kΔr2lq。故选项 C 正确。
答案： C
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考点一 电荷守恒与库仑定律
1.(2020·河 南 名 校 联 考 ) 如 图 所 示 ， 三 角 形
ABC 的三个顶点各自固
定一个点电荷，A 处点电
荷受力如图中 F 所示，
则 B 处点电荷受力可能是( )
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
解析：本题考查库仑定律和力的合成。根据 A 处点电荷受力如题图中 F 所示，可知 A、C 处电荷带异种电荷，A、B 处电荷 带同种电荷，由此可判断出 B、C 处电荷 带异种电荷。B 处点电荷受到 C 处电荷 的库仑引力和 A 处电荷的库仑斥力，二 力的合力可能是 F2，选项 B 正确。
考点二 库仑力作用下的平衡问题
3．真空中有两个可自由移动的带正电的点 电荷，其电量 Q1>Q2，点电荷 q 置于 Q1、 Q2 连线上某点时，三个电荷正好处于静止 状态，则( ) A．q 一定是正电荷 B．q 一定是负电荷 C．q 放在 Q2 和 Q1 的中点 D．q 离 Q2 比离 Q1 远
解析：因为 Q1、Q2 为带正电的点电荷，只要放 入电荷后，三个点电荷分别受到的合力为 0 即 可，通过受力分析可知，q 一定是负电荷，故 A 错误，B 正确；由库仑定律，对 q 由平衡条 件得 kQr121q＝kQr222q，Q1>Q2，解得rr12＝ QQ12>1， 即 r1>r2，因此 q 可能在 Q1、Q2 连线上某点， 但不可能是连线的中点，也可能在 Q2 的外侧 某点，即 q 离 Q2 比离 Q1 近，故 C、D 错误。
平衡问题的分析方法是相同的，只是在 电荷的合力为零或每个点电荷的位置是
原来受力的基础上多了一个电场力。具 另外两个点电荷的合场强为零的位置。
体步骤如下：
(2)平衡规律
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考点二 库仑力作用下的平衡问题
(2019·全国卷Ⅰ·15)如图，空间存在一方向
水平向右的匀强电场，两个带电小球 P 和 Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天 花板下，两细绳都恰好与天花板 垂直，则( ) A．P 和 Q 都带正电荷 B．P 和 Q 都带负电荷 C．P 带正电荷，Q 带负电荷 D．P 带负电荷，Q 带正电荷
个带正电、电荷量为 q 的点电荷，由于静电感应产生了
如图甲所示的电场分布，P 在点电荷右侧，与点电荷之
间的距离也为 d。几位同学想求出 P 点的电场强度大
小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，
经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样
与定滑轮的距离为 h，定滑轮与 B 球的距离 误、B 正确；
为 d，在 B 球移动过程中任取一位置，对 B 球受力分析如图所示，根据相似三角形知识 可知，mhg＝Fd＝kqrr1q2 2，解得 r＝ 3 kqm1qg2h，
又根据 F＝mhgd，由于 d 在减小，因此 F 在 减小，选项 C 正确、D 错误。 答案： BC
答案： B
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考点三 电场强度的叠加与计算
7．[补偿法]若在一半径为 r，单位长度带
电荷量为 q(q>0)的均匀带
电圆环上有一个很小的缺
口 Δl(且 Δl≪r)，如图所
示，则圆心处的场强大小
则 A 点的电场强度大小应为( )
A．E
B．2E
C. 3E
3 D. 3 E
考点三 电场强度的叠加与计算
解析：设 B、C 两点所放电荷的电荷量大小为 q，BA＝CA＝r，则由点电荷的场强公式可知 B、C 两点电荷在 A 点的电场强度大小均为 E0＝krq2；当两点电荷均带正电时，A 点的电 场强度如图甲所示，则由几何关系可得 E＝ 2E0cos 30°；如果将 C 点的电荷改为与 B 点 所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则 A 点的电场强度如图乙所示，则由几何关系可 知 E′＝E0，由以上可解得 E′＝ 33E。
答案： C
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考点三 电场强度的叠加与计算
8．[等效法]如图甲所示，MN 为很大的薄金属板(可理解为无限大)，金属板原来不带电。
在金属板的右侧，距金属板距离为 d 的位置上放入一
＝3.15×10－7 N，两小球带同种电荷为斥力， 余净电荷为 2.0×10－9 C，由于两金属球完
带异种电荷为引力，选项 A、B 错误；若两 全相同，净电荷最后均分，各带 1.0×10－9
小球带同种电荷，两小球接触后，电荷均分，
每个小球带电荷量为总电荷量的12，根据库
仑
定
律
，
F1
＝
k
q1′q2′ r2
的，图乙中两异号点电荷量的大小均为 q，它们之间的距离为 2d，虚线是两点电荷
“小瓣”球面，如图所示，所分出的
“小瓣”球面上的电荷在 O 点处产生
电场的电场强度大小为( )
1 A.3E0
1 B.2E0
3 C. 2 E0
D．E0
解析：根据对称性，作出球 面上的电荷在 O 点产生的 电场分布，如图所示，由平 行四边形定则得到“小瓣” 球面上的电荷在 O 处的电 场强度 E＝E0cos θ＝12E0。 故 B 正确。
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1．电场强度的性质
考点三 电场强度的叠加与计算
矢量性 规定正电荷受力方向为该点场强的方向
唯一性
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
第七章 静电场
第1讲 电场的力的性质
考点一 电荷守恒与库仑定律 考点二 库仑力作用下的平衡问题 考点三 电场强度的叠加与计算 考点四 电场线的理解和应用
考点一 电荷守恒与库仑定律
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，均代入电荷量的绝对值 计算库仑力的大小。
2．两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。 3．当两个电荷间的距离 r→0 时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋
＝
C，此时两球间库仑力
F2
＝
k
q1″q2″ r2
＝
1.0×10－9×1.0×10－9
9.0×109×
12
N＝
9.0×10－9 N，选项 D 正确。
答案： CD
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考点二 库仑力作用下的平衡问题
1．库仑力作用下平衡问题的解题步骤
2．三个自由点电荷的平衡问题
点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学 (1)平衡条件：每个点电荷受另外两个点
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考点一 电荷守恒与库仑定律
解析：两小球可视为点电荷，未接触时，根据
库仑定律，两带电小球间库仑力大小 F＝
kqr1q2 2＝9.0×109×
5.0×10－9×7.0×10－9 12
N
6.0×10－9×6.0×10－9
9.0×109×
12
N＝
3.24×10－7 N，选项 C 正确；若两小球带异
种电荷，两小球接触后，部分电荷中和，剩
答案： D
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考点三 电场强度的叠加与计算
5．[平衡法]如图所示，一个质量为 30 g、带电 荷量为－1.7×10－8 C 的半径极小的小球用丝 线悬挂在某匀强电场中，电场线与水平面平 行。当小球静止时，测得悬线与竖直方向夹 角为 30°，则匀强电场方向和 大小为(g 取 10 m/s2)( ) A．水平向右，5×106 N/C B．水平向右，1×107 N/C C．水平向左，5×106 N/C D．水平向左，1×107 N/C