2021届新高考物理一轮复习课件：7.1电场的力的性质

4．电场是客观存在的，与放入电场中点电荷所带电量的正负和数量无关。 5．场强公式 E＝Fq是场强的定义式，适用于任何电场；而场强公式 E＝krQ2 仅 适用于真空中点电荷形成的电场。 6．为了直观地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一系列曲 线，让曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，这样的曲线叫做电场线。
F，如果将 A 的带电荷量增加到原来的 4 倍，B 的带电荷量不变，要使它们的
静电力变为 F/4，则它们的距离应当变为( )
A．16r
B．ห้องสมุดไป่ตู้r
C．2 2r
D．2r
【答案】 B
5．如图所示，带电荷量为－q 的点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距 2d，
点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中 a 点处的电场强度为零，
9．几种典型电场的电场线分布： (1)孤立正、负点电荷：
(2)等量异种点电荷和同种点电荷；
10．场强方向、大小处处相同的电场叫做匀强电场，匀强电场中的电场线 是一组等距的平行线。
典例精析
例 1 如图，两个电荷量分别为 Q 和 4Q 的负电荷 a、b，在真空中相距为 l， 如果引入另一点电荷 c，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定电荷 c 的位置、电性及它的电荷量。
方向不变。由此可知( )
A．n＝3
B．n＝4
C．n＝5 【答案】 D
D．n＝6
3．一带负电荷的质点在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点 的速率是递减的，关于 b 点电场强度 E 的方向，图中可能正确的是(虚线是曲线 在 b 点的切线)( )
【答案】 D
4．真空中有相距为 r 的两个点电荷 A、B，它们之间相互作用的静电力为
B．③④
C．④⑤ 【答案】 C
D．③⑤
2．三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远
大于小球的直径。球 1 的带电荷量为 q，球 2 的带电荷量为 nq，球 3 不带电且
离球 1 和球 2 很远，此时球 1、2 之间作用力的大小为 F。现使球 3 先与球 2 接
触，再与球 1 接触，然后将球 3 移至远处，此时 1、2 之间作用力的大小仍为 F，
第七章 静电场
第一节 电场的力的性质
知识梳理
知识点一 电荷 1．自然界中只存在正、负两种电荷；同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引。 2．最小电荷叫做元电荷，任何带电体所带电荷都是元电荷的整数倍，元电 荷所带电量 e＝1.6×10－19C。 3．在研究问题时，如果带电体的大小和形状可以忽略不计，则这样的带电 体叫做点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型。 4．使物体带电也叫做起电，使物体带电的方法有三种：(1)摩擦起电，(2) 接触带电，(3)感应起电。
例 2 如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成 θ 角固定，杆上套有一带正电 小球，质量为 m，带电荷量为 q。为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，则 所加电场的方向和电场强度大小可能为( )
A．垂直于杆斜向上，场强大小为mgcqos θ B．竖直向上，场强大小为mqg C．垂直于杆斜向上，场强大小为mgsqin θ D．水平向右，场强大小为qtmang θ
【解析】 假设电荷 c 在 a、b 之间，依题意作图如图所示，并设电荷 c 和 a 相距为 x，则 b 与 c 相距为(l－x)，c 的电荷量为 qc。
对电荷 c，其所受的库仑力的合力为零，即 Fac＝Fbc。 根据库仑定律有：kqxcQ2 ＝klq－c4xQ2 解得：x1＝13l，x2＝－l
由于 a、b 均为负电荷，只有当电荷 c 处于 a、b 之间时，其所受库仑力才 可能方向相反、合力为零，因此只有 x＝13l。
三个电荷都处于静止状态，即 a、b 电荷所受静电力的合力均应为零，对 a 来说，b 对它的作用力是向左的斥力，所以 c 对 a 的作用力应是向右的引力，这 样，可以判定电荷 c 的电性必定为正。
又由 Fba＝Fca，得：kq3lcQ2＝k4lQ2 2， 即 qc＝49Q。 【答案】 c 在 a、b 之间，距 a 为3l 处；正；49Q
7．库仑定律只适应于真空中的点电荷。
知识点二 电场 1．电场是一种物质，它存在于带电体的周围，电荷间的作用是通过电场发 生的。 2．电场最基本的性质是对放入其中的电荷产生力的作用。 3．电场强度简称场强(E)，是指电场中的电荷所受到的电场力(F)与本身带 电量(q)之间的比值 E＝F/q(单位：N/C)，方向与该点正电荷所受电场力方向相 同。
5．电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，电荷总量不变，这 叫做电荷守恒定律。
6．库仑定律是指真空中的两个点电荷 Q1 和 Q2，它们之间的相互作用力， 跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离(r)的平方成反比，即 F＝kQr1Q2 2(k ＝9.0×109 N·m2/C2)。
7．电场线的疏密定性地描述电场强度的大小，电场线越疏的地方电场强度 越小，电场线越密的地方电场强度越大。
8．静电场的电场线有如下性质： (1)始于正电荷(或无穷远)，终于负电荷(或无穷远)； (2)任意两条电场线都不相交且任何电场线均不闭合。 (3)电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带电粒子 在电场中的运动轨迹。
【答案】 B
课堂练习
1．关于点电荷的说法，正确的是( )
①只有体积很小的电荷，才能作为点电荷 ②体积很大的电荷，一定不能
作为点电荷 ③点电荷一定是带电荷量很小的电荷 ④一个带电体能否看成点
电荷关键是看它的形状和大小对所研究问题的影响是否可忽略不计 ⑤点电荷
是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的
A．①②
根据对称性，带电薄板在图中 b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为( )
【解析】若加竖直向上的电场，要保证小球静止，必有 mg＝Eq，得 E＝mqg， B 正确；若电场方向垂直于杆斜向上，无论场强多大，沿杆方向的合力都为 mg sin θ，小球不可能保持静止，A、C 错误；若电场方向水平向右，要保证小球静 止，必有 mg sin θ＝qEcos θ，得 E＝mgtqanθ，故 D 错误。