高中物理選修3-1-第1章靜電場(chǎng)-學(xué)案(精編精排)-教師講解版

1、目錄第一章靜電場(chǎng)（老師用，含解答）2第1節(jié)電荷及其守恒定律2第2節(jié)庫(kù)侖定律7第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度15第4節(jié)電勢(shì)能和電勢(shì)23第5節(jié)電勢(shì)差31第6節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系33第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用46第8節(jié)電容器的電容53第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)61章末總結(jié)71高中物理選修31第1章靜電場(chǎng)單元檢測(cè)75第一章靜電場(chǎng)（老師用，含解答）第1節(jié)電荷及其守恒定律要點(diǎn)一：三種起電方式的區(qū)別和聯(lián)系摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生及條件兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)帶電導(dǎo)體和導(dǎo)體接觸時(shí)現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同”導(dǎo)體上帶上與帶電體相同電性的電荷原因不同物質(zhì)的原子核對(duì)

2、核外電子的束縛力不同而發(fā)生電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)體中的自由電子受到帶正(負(fù))電物體吸引(排斥)而靠近(遠(yuǎn)離)電荷之間的相互排斥實(shí)質(zhì)電荷在物體之間和物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移要點(diǎn)二：接觸起電的電荷分配原則兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后電荷會(huì)重新進(jìn)行分配，如圖112所示電荷分配的原則是：兩個(gè)完全相同的金屬球帶同種電荷接觸后平分原來(lái)所帶電荷量的總和；帶異種電荷接觸后先中和再平分圖1121.“中性”與“中和”之間有聯(lián)系嗎？“中性”和“中和”是兩個(gè)完全不同的概念，“中性”是指原子或者物體所帶的正電荷和負(fù)電荷在數(shù)量上相等，對(duì)外不顯電性，表現(xiàn)為不帶電的狀態(tài)可見(jiàn)，任何不帶電的物體，實(shí)際上其中都帶有等量的異種電荷；“中和”是指兩個(gè)帶等量異

3、種電荷的物體，相互接觸時(shí)，由于正負(fù)電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后都達(dá)到中性狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程2電荷守恒定律的兩種表述方式的區(qū)別是什么？(1)兩種表述：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量保持不變一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的(2)區(qū)別：第一種表述是對(duì)物體帶電現(xiàn)象規(guī)律的總結(jié)，一個(gè)原來(lái)不帶電的物體通過(guò)某種方法可以帶電，原來(lái)帶電的物體也可以使它失去電性(電的中和)，但其實(shí)質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷的數(shù)量并沒(méi)有減少第二種表述則更具有廣泛性，涵蓋了包括近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的微觀粒子在變化中遵守的規(guī)律，

4、近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子，一對(duì)正負(fù)電子可同時(shí)湮滅，轉(zhuǎn)化為光子在這種情況下，帶電粒子總是成對(duì)產(chǎn)生或湮滅，電荷的代數(shù)和不變，即正負(fù)電子的產(chǎn)生和湮滅與電荷守恒定律并不矛盾。一、電荷基本性質(zhì)的理解【例1】絕緣細(xì)線(xiàn)上端固定，下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜；在a的近旁有一絕緣金屬球b，開(kāi)始時(shí)，a、b都不帶電，如圖113所示現(xiàn)使a、b分別帶正、負(fù)電，則()圖113Ab將吸引a，吸引后不放開(kāi)Bb先吸引a，接觸后又與a分開(kāi)Ca、b之間不發(fā)生相互作用Db立即把a(bǔ)排斥開(kāi)解析因a帶正電，b帶負(fù)電，異種電荷相互吸引，輕質(zhì)小球a將向b靠攏并與b接觸若a、b原來(lái)所帶電荷量不相

5、等，則當(dāng)a與b接觸后，兩球先中和一部分原來(lái)電荷，然后將凈余的電荷重新分配，這樣就會(huì)帶上同種電荷(正電或負(fù)電)，由于同種電荷相互排斥，兩球?qū)?huì)被排斥開(kāi)若a、b原來(lái)所帶電荷量相等，則a、b接觸后完全中和而都不帶電，a、b自由分開(kāi)答案B二、元電荷的理解【例2】關(guān)于元電荷的下列說(shuō)法中正確的是()A元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍C元電荷的數(shù)值通常取作e1.6×1019 CD電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的解析元電荷實(shí)際上是指電荷量，數(shù)值為1.6×1019 C，不要誤以為元電荷是指某具體的帶電物質(zhì)，如電子元電荷是電荷量值，沒(méi)有

6、正負(fù)電性的區(qū)別宏觀上所有帶電體的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍元電荷的具體數(shù)值最早是由密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，測(cè)量精度相當(dāng)高. 答案BCD1.在圖111中的同學(xué)的帶電方式屬于()A接觸起電B感應(yīng)起電C摩擦起電 D以上說(shuō)法都不對(duì)解析左圖演示了接觸的方法進(jìn)行帶電，屬于接觸起電而右圖則演示的感應(yīng)起電。答案A2當(dāng)把用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒去接觸驗(yàn)電器的金屬球后，金屬箔片張開(kāi)此時(shí)，金屬箔片所帶的電荷的帶電性質(zhì)和起電方式是()A正電荷 B負(fù)電荷C接觸起電 D感應(yīng)起電解析金屬箔片的帶電性質(zhì)和相接觸的玻璃棒帶電性質(zhì)是相同的金屬箔片的起電方式為接觸起電答案AC3當(dāng)把用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒去靠近驗(yàn)電器的金屬球后，金屬箔片張

7、開(kāi)此時(shí)，金屬箔片所帶的電荷的帶電性質(zhì)和起電方式是()A正電荷 B負(fù)電荷C感應(yīng)起電 D摩擦起電解析注意該題目和上題的區(qū)別在該題目中，玻璃棒沒(méi)有接觸到金屬球，屬于感應(yīng)起電，和玻璃棒靠近的一端(金屬球)帶電性質(zhì)和玻璃棒相反，帶負(fù)電，和玻璃棒相距較遠(yuǎn)的一端(金屬箔片)帶電性質(zhì)和玻璃棒相同，帶正電荷金屬箔片的起電方式為感應(yīng)起電答案AC4帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的()A2.4×1019 C B6.4×1019 CC1.6×1018 C D4.0×1017 C解析任何帶電體的電荷量都只能是元電荷電荷量的整數(shù)倍，元電荷電荷量為e1.6×1019 C

8、選項(xiàng)A中電荷量為3/2倍，B中電荷量為4倍，C中電荷量為10倍D中電荷量為250倍也就是說(shuō)B、C、D選項(xiàng)中的電荷量數(shù)值均是元電荷的整數(shù)倍所以只有選項(xiàng)A是不可能的. 答案A題型一常見(jiàn)的帶電方式如圖1所示，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B(不接觸)時(shí)，驗(yàn)電器的金箔張角減小，則()圖1A金屬球A可能不帶電B金屬球A可能帶負(fù)電C金屬球A可能帶正電D金屬球A一定帶負(fù)電思維步步高：金屬箔片的張角為什么減??？金屬箔片上所帶電荷的性質(zhì)和金屬球上帶電性質(zhì)有何異同？如果A帶正電會(huì)怎樣？不帶電會(huì)怎樣？帶負(fù)電會(huì)怎樣？解析驗(yàn)電器的金箔之所以張開(kāi)，是因?yàn)樗鼈兌紟в姓姾?，而同種電荷相排斥張開(kāi)角度的大小決

9、定于它們電荷量的多少如果A球帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器的B球時(shí)，異種電荷相互吸引，使金箔上的正電荷逐漸“上移”，從而使兩金箔夾角減小如果A球不帶電，在靠近B球時(shí)，發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象使A球電荷發(fā)生極性分布，靠近B球的端面出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向B球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷A球上的感應(yīng)電荷與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)生相互作用因距離的不同而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金箔張角減小答案AB拓展探究：如果該題中A帶負(fù)電，和B接觸后張角怎么變化？答案張角變小題型二電荷守恒定律有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量為QA6.4×109C，QB3.2×109 C，讓兩絕緣金屬小球接觸，在接觸過(guò)程中

10、，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少？思維步步高：為什么要求兩個(gè)小球完全相同？當(dāng)帶異種電荷的帶電體接觸后會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？接觸后各個(gè)小球的帶電性質(zhì)和帶電荷量有何特點(diǎn)？轉(zhuǎn)移的電子個(gè)數(shù)和電荷量有什么關(guān)系？解析在接觸過(guò)程中，由于B球帶負(fù)電，其上多余的電子轉(zhuǎn)移到A球，這樣中和A球上的一部分電荷直至B球?yàn)橹行圆粠щ?，同時(shí)，由于A球上有凈余正電荷，B球上的電子會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)移到A球，直至兩球帶上等量的正電荷在接觸過(guò)程中，電子由球B轉(zhuǎn)移到球A.接觸后兩小球各自的帶電荷量：QAQB C1.6×109 C共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為：QQBQB3.2×109 C1.6×109 C4.8×109 C

11、轉(zhuǎn)移的電子數(shù)n3.0×1010個(gè)答案電子由球B轉(zhuǎn)移到球A3.0×1010個(gè)拓展探究：如果該題中兩個(gè)電荷的帶電性質(zhì)相同，都為正電荷，其他條件不變，其結(jié)論應(yīng)該是什么？答案電子由球B轉(zhuǎn)移到球A1.0×1010個(gè)解析接觸后帶電荷量平分，每個(gè)小球的帶電荷量為4.8×109 C，轉(zhuǎn)移的電荷量為1.6×109 C，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.0×1010個(gè).一、選擇題1有一個(gè)質(zhì)量很小的小球A，用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛著，當(dāng)用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒B靠近它時(shí)，看到它們互相吸引，接觸后又互相排斥，則下列說(shuō)法正確的是()A接觸前，A、B一定帶異種電荷B接觸前，A、B可能帶異種

12、電荷C接觸前，A球一定不帶任何電荷D接觸后，A球一定帶電荷答案BD2如圖2所示，在真空中，把一個(gè)絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷，下列說(shuō)法中正確的是()A兩端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D兩端的感應(yīng)電荷電荷量相等圖2解析由于導(dǎo)體內(nèi)有大量可以自由移動(dòng)的電子，當(dāng)帶負(fù)電的球P慢慢靠近它時(shí)，由于同種電荷相互排斥，導(dǎo)體上靠近P的一端的電子被排斥到遠(yuǎn)端，從而顯出正電荷，遠(yuǎn)離P的一端帶上了等量的負(fù)電荷導(dǎo)體離P球距離越近，電子被排斥得越多，感應(yīng)電荷越多答案ACD3下列說(shuō)法正確的是()A摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過(guò)程B接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程C玻璃棒無(wú)論和

13、什么物體摩擦都會(huì)帶正電D帶等量異種電荷的兩個(gè)導(dǎo)體接觸后，電荷會(huì)消失，這種現(xiàn)象叫做電荷的湮滅解析在D選項(xiàng)中，電荷并沒(méi)有消失或者湮滅，只是正負(fù)電荷數(shù)目相等，表現(xiàn)為中性答案B4為了測(cè)定水分子是極性分子還是非極性分子(極性分子就是該分子是不顯電中性的，它通過(guò)電場(chǎng)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，非極性分子不偏轉(zhuǎn))，可做如下實(shí)驗(yàn)：在酸式滴定管中注入適量蒸餾水，打開(kāi)活塞，讓水慢慢如線(xiàn)狀流下，將用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒接近水流，發(fā)現(xiàn)水流向靠近玻璃棒的方向偏轉(zhuǎn)，這證明()A水分子是非極性分子B水分子是極性分子C水分子是極性分子且?guī)д奃水分子是極性分子且?guī)ж?fù)電解析：根據(jù)偏轉(zhuǎn)，可判斷出水分子是極性分子；根據(jù)向玻璃棒偏轉(zhuǎn)，可以判斷出其帶負(fù)

14、電答案BD5在上題中，如果將用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接近水流則()A水流將向遠(yuǎn)離橡膠棒的方向偏離B水流將向靠近橡膠棒的方向偏離C水流先靠近再遠(yuǎn)離橡膠棒D水流不偏轉(zhuǎn)解析用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒和用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒的帶電性質(zhì)相反答案A6有甲、乙、丙三個(gè)小球，將它們兩兩靠近，它們都相互吸引，如圖3所示那么，下面的說(shuō)法正確的是()A三個(gè)小球都帶電B只有一個(gè)小球帶電C有兩個(gè)小球帶同種電荷D有兩個(gè)小球帶異種電荷答案D圖37如圖4所示，a、b、c、d為四個(gè)帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，則關(guān)于它們的帶電情況()A僅有兩個(gè)小球帶同種電荷B僅有三個(gè)小球帶同種電荷Cc、d兩小球帶同

15、種電荷Dc、d兩小球帶異種電荷答案BD圖4解析根據(jù)它們之間的相互吸引和排斥的關(guān)系可知a、b、c帶同種電荷，d和其它三個(gè)小球帶電性質(zhì)不同在解決該題時(shí)可以先假設(shè)其中一個(gè)帶電小球的帶電性質(zhì)二、計(jì)算論述題8如圖5所示，將兩個(gè)氣球充氣后掛起來(lái)，讓它們碰在一起，用毛織品分別摩擦兩個(gè)氣球相互接觸的地方放開(kāi)氣球后，你可能觀察到什么現(xiàn)象？你能解釋這個(gè)現(xiàn)象嗎？圖5答案發(fā)現(xiàn)兩個(gè)氣球分開(kāi)，這是因?yàn)閮蓚€(gè)氣球帶同種電荷，同種電荷相互排斥，所以會(huì)分開(kāi)9有三個(gè)完全一樣的絕緣金屬球，A球所帶電荷量為Q，B、C不帶電現(xiàn)要使B球帶有Q的電荷量，應(yīng)該怎么辦？答案見(jiàn)解析解析由于兩個(gè)完全相同的金屬球接觸時(shí)，剩余電荷量平均分配，因此，可由

16、以下四種方法：A與C接觸分開(kāi)，再讓B與C接觸分開(kāi)，然后A與B接觸分開(kāi)；A與C接觸分開(kāi)，再讓A與B接觸分開(kāi)，然后B與C接觸分開(kāi)；A與B接觸分開(kāi)，再讓B與C接觸分開(kāi)，然后A與B接觸分開(kāi)；A與B接觸分開(kāi)，再讓A與C接觸分開(kāi)，然后B與C接觸分開(kāi)10兩塊不帶電的金屬導(dǎo)體A、B均配有絕緣支架，現(xiàn)有一個(gè)帶正電的小球C.(1)要使兩塊金屬導(dǎo)體帶上等量異種電荷，則應(yīng)如何操作？哪一塊帶正電？(2)要使兩塊金屬導(dǎo)體都帶上正電荷，則應(yīng)如何操作？(3)要使兩塊金屬導(dǎo)體都帶上負(fù)電荷，則應(yīng)如何操作？答案(1)先將兩塊導(dǎo)體A、B緊靠在一起，然后將帶電體C從一端靠近導(dǎo)體，再將兩導(dǎo)體分開(kāi)，最后移走帶電體C.遠(yuǎn)離帶電體C的一塊帶正

17、電(2)先將兩塊導(dǎo)體A、B緊靠在一起，然后將帶電體C接觸導(dǎo)體A(或B)，再將導(dǎo)體C移走，再將兩導(dǎo)體A、B分開(kāi)，則A、B都帶上了正電(3)先將兩塊導(dǎo)體A、B緊靠在一起，然后將帶電體C從一端靠近導(dǎo)體，用手接觸一下A(或B)，再將兩導(dǎo)體A、B分開(kāi)，最后移走帶電體C，則A、B都帶上了負(fù)電第2節(jié)庫(kù)侖定律.要點(diǎn)一：點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這樣的帶電體就可以看作帶電的點(diǎn)，叫做點(diǎn)電荷(1)點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化模型，類(lèi)似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在(2)一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，是

18、相對(duì)于具體問(wèn)題而言的，不能單憑其大小和形狀確定，例如，一個(gè)半徑為10cm的帶電圓盤(pán)，如果考慮它和相距10m處某個(gè)電子的作用力，就完全可以把它看作點(diǎn)電荷，而如果這個(gè)電子離帶電圓盤(pán)只有1mm，那么這一帶電圓盤(pán)又相當(dāng)于一個(gè)無(wú)限大的帶電平面要點(diǎn)二：庫(kù)侖定律的理解1適用條件：適用于真空中的點(diǎn)電荷真空中的電荷若不是點(diǎn)電荷，如圖122所示同種電荷時(shí)，實(shí)際距離會(huì)增大，如圖(a)所示；異種電荷時(shí)，實(shí)際距離會(huì)減小，如圖(b)所示圖1222.對(duì)公式的理解：有人根據(jù)公式,設(shè)想當(dāng)r0時(shí),得出F的結(jié)論從數(shù)學(xué)角度這是必然的結(jié)論，但從物理的角度分析，這一結(jié)論是錯(cuò)誤的，其原因是，當(dāng)r0時(shí)，兩電荷已失去了點(diǎn)電荷的前提條件，何況實(shí)

19、際的電荷都有一定的大小和形狀，根本不會(huì)出現(xiàn)r0的情況，也就是說(shuō)，在r0時(shí)不能再用庫(kù)侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用力3計(jì)算庫(kù)侖力的大小與判斷庫(kù)侖力的方向分別進(jìn)行即用公式計(jì)算庫(kù)侖力的大小時(shí)，不必將電荷q1、q2的正、負(fù)號(hào)代入公式中，而只將電荷量的絕對(duì)值代入公式中計(jì)算出力的大小，力的方向根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸加以判斷即可4式中各量的單位要統(tǒng)一用國(guó)際單位，與k9.0×109N·m2/C2統(tǒng)一5如果一個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受到另外的兩個(gè)或更多的點(diǎn)電荷的作用力，可由靜電力疊加的原理求出合力6兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力為相互作用力，同樣滿(mǎn)足牛頓第三定律.1.庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律相比有何異同點(diǎn)？萬(wàn)

20、有引力定律庫(kù)侖定律不同點(diǎn)只有引力既有引力又有斥力天體間表現(xiàn)明顯微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯都是場(chǎng)力萬(wàn)有引力場(chǎng)電場(chǎng)公式FGFk條件兩質(zhì)點(diǎn)之間兩點(diǎn)電荷之間通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，大自然盡管是多種多樣的，但也有規(guī)律可循，具有統(tǒng)一的一面規(guī)律的表達(dá)那么簡(jiǎn)捷，卻揭示了自然界中深?yuàn)W的道理，這就是自然界和諧多樣的美特別提醒(1)庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力是不同性質(zhì)的力(2)萬(wàn)有引力定律適用時(shí)，庫(kù)侖定律不一定適用2三個(gè)點(diǎn)電荷如何在一條直線(xiàn)上平衡？當(dāng)三個(gè)共線(xiàn)的點(diǎn)電荷在庫(kù)侖力作用下均處于平衡狀態(tài)時(shí)(1)三個(gè)電荷的位置關(guān)系是“同性在兩邊，異性在中間”如果三個(gè)電荷只在庫(kù)侖力的作用下且在同一直線(xiàn)上能夠處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)電荷一定有兩個(gè)是同性

21、電荷，一個(gè)是異性電荷，且兩個(gè)同性電荷分居在異性電荷的兩邊(2)三個(gè)電荷中，中間電荷的電荷量最小，兩邊同性電荷誰(shuí)的電荷量小，中間異性電荷就距離誰(shuí)近一些.一、庫(kù)侖定律的理解【例1】對(duì)于庫(kù)侖定律，下面說(shuō)法正確的是()A庫(kù)侖定律適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力B兩個(gè)帶電小球即使相距非常近，也能用庫(kù)侖定律C相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等D當(dāng)兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為4r時(shí)，對(duì)于它們之間的靜電力大小，只取決于它們各自所帶的電荷量解析由庫(kù)侖定律的適用條件知，選項(xiàng)A正確；兩個(gè)小球若距離非常近則不能看作點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不成立，B項(xiàng)錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖

22、力屬作用力和反作用力，符合牛頓第三定律，故大小一定相等，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中兩金屬球不能看作點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力大小不僅與電荷量大小有關(guān)，而且與電性有關(guān)，若帶同種電荷，則在斥力作用下，電荷分布如圖(a)所示；若帶異種電荷，則在引力作用下電荷分布如圖(b)所示，顯然帶異種電荷時(shí)相互作用力大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤綜上知，選項(xiàng)A、C正確答案AC二、點(diǎn)電荷的理解【例2】下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法中，正確的是()A只有體積很小的帶電體才能看成是點(diǎn)電荷B體積很大的帶電體一定不能看成是點(diǎn)電荷C當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí)，可將這兩個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷D一切帶電體都可以看成是點(diǎn)電荷解析本題考查點(diǎn)電荷這一理想模型能否

23、把一個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷，關(guān)鍵在于我們分析時(shí)是否考慮它的體積大小和形狀能否把一個(gè)帶電體看作點(diǎn)電荷，不能以它的體積大小而論，應(yīng)該根據(jù)具體情況而定若它的體積和形狀可不予考慮時(shí)，就可以將其看成點(diǎn)電荷故選C. 答案C1.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法正確的是()A點(diǎn)電荷可以是帶電荷量很大的帶電體B帶電體體積很大時(shí)不能看成點(diǎn)電荷C點(diǎn)電荷的所帶電荷量可能是2.56×1020CD大小和形狀對(duì)作用力影響可以忽略的帶電體可以看作點(diǎn)電荷答案AD2如圖123所示，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，電荷量絕對(duì)值均為Q，兩球之間的靜電力為()圖123A等于kB大于kC小于kD等于k

24、答案B3(1)通過(guò)對(duì)氫核和核外電子之間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力大小的比較，你能得到什么結(jié)論？(2)你怎樣確定兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷對(duì)某一點(diǎn)電荷的作用力？答案(1)微觀粒子間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力，因此在研究微觀帶電粒子的相互作用力時(shí)，可忽略萬(wàn)有引力(2)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變因此，兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)電荷的作用力的矢量和4關(guān)于庫(kù)侖扭秤圖124問(wèn)題1：1785年，庫(kù)侖用自己精心設(shè)計(jì)的扭秤(如圖124所示)研究了兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的排斥力與它們間距離的關(guān)系通過(guò)學(xué)習(xí)庫(kù)侖巧妙的探究方法，回答下面的問(wèn)題(1)庫(kù)侖力F與距離r的關(guān)系(2)

25、庫(kù)侖力F與電荷量的關(guān)系問(wèn)題2：寫(xiě)出庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說(shuō)明靜電力常量k的數(shù)值及物理意義答案問(wèn)題1：(1)F(2)Fq1q2問(wèn)題2：Fk，k9×109N·m2/C2.物理意義：兩個(gè)電荷量為1C的點(diǎn)電荷，在真空中相距1m時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力為1N.題型一：庫(kù)侖定律的應(yīng)用如圖1所示，兩個(gè)正電荷q1、q2的電荷量都是3C，靜止于真空中，相距r2m.圖1(1)在它們的連線(xiàn)AB的中點(diǎn)O放入正電荷Q，求Q受的靜電力(2)在O點(diǎn)放入負(fù)電荷Q，求Q受的靜電力(3)在連線(xiàn)上A點(diǎn)左側(cè)的C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3，q31C且AC1m，求q3所受的靜電力思維步步高：庫(kù)侖定律的表達(dá)式是什么？在這個(gè)表達(dá)式

26、中各個(gè)物理量的物理意義是什么？在直線(xiàn)上的各個(gè)點(diǎn)如果放入電荷q，它將受到幾個(gè)庫(kù)侖力的作用？這幾個(gè)力的方向如何？如何將受到的力進(jìn)行合成？解析在A、B連線(xiàn)的中點(diǎn)上，放入正電荷受到兩個(gè)電荷庫(kù)侖力的作用，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，所以合力為零如果在O點(diǎn)放入負(fù)電荷，仍然受到兩個(gè)大小相等，方向相反的力，合力仍然為零在連線(xiàn)上A的左側(cè)放入負(fù)電荷，則受到q1和q2向右的吸引力，大小分別為F1和F2，其中x為AC之間的距離C點(diǎn)受力為二力之和，代入數(shù)據(jù)為3×1010N，方向向右答案(1)0(2)0(3)3×1010N，方向向右拓展探究：在第三問(wèn)中如果把q3放在B點(diǎn)右側(cè)距離B為1m處，其他條件不變

27、，求該電荷受到的靜電力？答案3×1010N方向向左解析求解的方法和第三問(wèn)相同，只不過(guò)電荷在該點(diǎn)受到兩個(gè)電荷的庫(kù)侖力的方向都向左，所以合力方向向左，大小仍然是3×1010N.在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)不管在O點(diǎn)放什么性質(zhì)的電荷，該電荷受到的靜電力都為零，為下一節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加做好準(zhǔn)備另外還可以把電荷q3放在AB連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上進(jìn)行研究.題型二：庫(kù)侖定律和電荷守恒定律的結(jié)合甲、乙兩導(dǎo)體球，甲球帶有4.8×1016C的正電荷，乙球帶有3.2×1016C的負(fù)電荷，放在真空中相距為10cm的地方，甲、乙兩球的半徑遠(yuǎn)小于10cm.(1)試求兩球之間的靜電力，并說(shuō)明是引力還是斥

28、力？(2)將兩個(gè)導(dǎo)體球相互接觸一會(huì)兒，再放回原處，其作用力能求出嗎？是斥力還是引力？思維步步高：為什么題目中明確兩球的直徑遠(yuǎn)小于10cm？在應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)帶電體所帶電荷的正負(fù)號(hào)怎樣進(jìn)行處理的？當(dāng)接觸后電荷量是否中和？是否平分？解析(1)因?yàn)閮汕虻陌霃蕉歼h(yuǎn)小于10cm，因此可以作為兩個(gè)點(diǎn)電荷考慮由庫(kù)侖定律可求：Fk9.0×109×N1.38×1019N兩球帶異種電荷，它們之間的作用力是引力(2)將兩個(gè)導(dǎo)體球相互接觸，首先正負(fù)電荷相互中和，還剩余(4.83.2)×1016C的正電荷，這些正電荷將重新在兩導(dǎo)體球間分配，由于題中并沒(méi)有說(shuō)明兩個(gè)導(dǎo)體球是否完全一樣，

29、因此我們無(wú)法求出力的大小，但可以肯定兩球放回原處后，它們之間的作用力變?yōu)槌饬Υ鸢?1)1.38×1019N引力(2)不能斥力拓展探究：如果兩個(gè)導(dǎo)體球完全相同，接觸后放回原處，兩球之間的作用力如何？答案5.76×1021N斥力解析如果兩個(gè)導(dǎo)體球完全相同，則電荷中和后平分，每個(gè)小球的帶電荷量為0.8×1016C，代入數(shù)據(jù)得兩個(gè)電荷之間的斥力為F5.76×1021N.兩個(gè)導(dǎo)體相互接觸后，電荷如何分配，跟球的形狀有關(guān)，只有完全相同的兩金屬球，電荷才平均分配.一、選擇題1下列說(shuō)法正確的是()A點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體B點(diǎn)電荷就是體積和所帶電荷量很小的帶電體C根據(jù)

30、F=k可知,當(dāng)r0時(shí),有F D靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的答案D解析當(dāng)r0時(shí),電荷不能再被看成點(diǎn)電荷,庫(kù)侖定律不成立.2兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電荷量之比為17，相距r，兩者相互接觸后，再放回原來(lái)的位置，則相互作用力可能是原來(lái)的()A.B.C.D.答案CD解析由庫(kù)侖定律可知，庫(kù)侖力與電荷量的乘積成正比，設(shè)原來(lái)兩小球分別帶電荷量為q1q、q27q.若兩小球原來(lái)帶同種電荷，接觸后等分電荷量，則q14q，q24q，則D正確若兩小球原來(lái)帶異種電荷，接觸后到q13q，q23q，則由庫(kù)侖定律可知，C正確3如圖2所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，從靜止同時(shí)釋放，則兩個(gè)小球的

31、加速度和速度大小隨時(shí)間變化的情況是()圖2A速度變大，加速度變大B速度變小，加速度變小C速度變大，加速度變小D速度變小，加速度變大答案C解析根據(jù)同種電荷相斥，每個(gè)小球在庫(kù)侖斥力的作用下運(yùn)動(dòng)，由于力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，均做加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度變大；再由庫(kù)侖定律Fk知隨著距離的增大，庫(kù)侖斥力減小，加速度減小，所以只有選項(xiàng)C正確4如圖3所示，兩個(gè)帶電金屬小球中心距離為r，所帶電荷量相等為Q，則關(guān)于它們之間電荷的相互作用力大小F的說(shuō)法正確的是()圖3A若是同種電荷，F(xiàn)<kB若是異種電荷，F(xiàn)>kC若是同種電荷，F(xiàn)>kD不論是何種電荷，F(xiàn)k答案AB解析凈電荷只能分布在金屬球的外表面，若是

32、同種電荷則互相排斥，電荷間的距離大于r，如圖所示，根據(jù)庫(kù)侖定律F=k，它們之間的相互作用力小于k.若是異種電荷則相互吸引，電荷間的距離小于r，則相互作用力大于k.故選項(xiàng)A、B正確5如圖4所示，懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線(xiàn)下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B，當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線(xiàn)上，A處于受力平衡時(shí)，懸線(xiàn)偏離豎直方向的角度為.若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2，分別為30°和45°，則q2/q1為()圖4A2B3C2D3答案C解析A處于平衡狀態(tài)，則庫(kù)侖力Fmgtan.當(dāng)130°時(shí)，有mgtan3

33、0°，r1lsin30°；當(dāng)245°時(shí)，有kmgtan45°，r2lsin45°，聯(lián)立得2.6如圖5所示，把一個(gè)帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給B一個(gè)沿垂直AB方向的水平速度v0，B球?qū)?)圖5A若A、B為異種電性的電荷，B球一定做圓周運(yùn)動(dòng)B若A、B為異種電性的電荷，B球可能做加速度、速度均變小的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C若A、B為同種電性的電荷，B球一定做遠(yuǎn)離A球的變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D若A、B為同種電性的電荷，B球的動(dòng)能一定會(huì)減小答案BC解析(1)若兩個(gè)小球所帶電荷為異種電荷，則B球受到A球的庫(kù)侖引力，方向指向A.因v0A

34、B，當(dāng)B受到A的庫(kù)侖力恰好等于向心力，即km時(shí)，解得初速度滿(mǎn)足v0，B球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v>v0時(shí)，B球?qū)⒆鰩?kù)侖力、加速度、速度都變小的離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v<v0時(shí)，B球?qū)⒆鰩?kù)侖力、加速度、速度逐漸增大的向心運(yùn)動(dòng)(2)若兩個(gè)小球所帶電荷為同種電荷，B球受A球的庫(kù)侖斥力而做遠(yuǎn)離A的變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(因?yàn)锳、B距離增大，故斥力變小，加速度變小，速度增加)7如圖6所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電荷量的大小比b的小已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線(xiàn)段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是()圖6AF1BF2CF3DF4答案B解析對(duì)c球

35、進(jìn)行受力分析，如下圖所示由已知條件知：FbcFac.根據(jù)平行四邊形定則表示出Fbc和Fac的合力F，由圖知c受到a和b的靜電力的合力可用F2來(lái)表示，故B正確二、計(jì)算論述題8“真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷相距10cm，它們之間相互作用力大小為9×104N當(dāng)它們合在一起時(shí)，成為一個(gè)帶電荷量為3×108C的點(diǎn)電荷問(wèn)原來(lái)兩電荷的帶電荷量各為多少？”某同學(xué)求解如下：根據(jù)電荷守恒定律：q1q23×108Ca根據(jù)庫(kù)侖定律：q1q2F×9×104C21×1015C2b聯(lián)立兩式得：qaq1b0解得：q1(a±)(3×108±) C

36、根號(hào)中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運(yùn)算無(wú)誤試指出求解過(guò)程中的錯(cuò)誤并給出正確的解答答案見(jiàn)解析解析題中僅給出兩電荷之間的相互作用力的大小，并沒(méi)有給出帶電的性質(zhì)，所以?xún)牲c(diǎn)電荷可能異號(hào)，按電荷異號(hào)計(jì)算由q1q23×108Ca，q1q21×1015C2b得qaq1b0由此解得q15×108C，q22×108C9如圖7所示，一個(gè)掛在絕緣細(xì)線(xiàn)下端的帶正電的小球B，靜止在圖示位置，若固定的帶正電小球A的電荷量為Q，B球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，30°，A和B在同一條水平線(xiàn)上，整個(gè)裝置處于真空中，求A、B兩球間的距離圖7答案解析如下圖所示，小球B受豎直向下的重力mg，

37、沿絕緣細(xì)線(xiàn)的拉力FT，A對(duì)它的庫(kù)侖力FC.由力的平衡條件，可知=mgtan根據(jù)庫(kù)侖定律=k解得r= = 10一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為Q的電荷，另一電荷量為q的點(diǎn)電荷放在球心O處，由于對(duì)稱(chēng)性，點(diǎn)電荷受力為零現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)位于球心處的點(diǎn)電荷所受到力的大小為多少？方向如何？(已知靜電力常量為k)答案由球心指向小孔中心解析如下圖所示，由于球殼上帶電均勻，原來(lái)每條直徑兩端相等的一小塊圓面上的電荷對(duì)球心點(diǎn)電荷的力互相平衡現(xiàn)在球殼上A處挖去半徑為r的小圓孔后，其他直徑兩端電荷對(duì)球心點(diǎn)電荷的力仍互相平衡，則點(diǎn)電荷所受合力就是與A相對(duì)的B處，半徑也等于r的一小

38、塊圓面上電荷對(duì)它的力F.B處這一小塊圓面上的電荷量為：由于半徑rR，可以把它看成點(diǎn)電荷根據(jù)庫(kù)侖定律，它對(duì)中心點(diǎn)電荷的作用力大小為：F=k=k=，其方向由球心指向小孔中心第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度要點(diǎn)一：電場(chǎng)強(qiáng)度的理解1電場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用，描述這一性質(zhì)的物理量就是電場(chǎng)強(qiáng)度2電場(chǎng)強(qiáng)度是采用比值定義法定義的即E，q為放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷的電荷量，F(xiàn)為電場(chǎng)對(duì)試探電荷的靜電力用比值法定義物理量是物理學(xué)中常用的方法，如速度、加速度、角速度、功率等這樣在定義一個(gè)新物理量的同時(shí)，也確定了這個(gè)新物理量與原有物理量之間的關(guān)系3電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式給出了一種測(cè)量電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方法，但電場(chǎng)中某

39、點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷無(wú)關(guān)，比值是一定的要點(diǎn)二：點(diǎn)電荷、等量同種(異種)電荷電場(chǎng)線(xiàn)的分布情況和特殊位置場(chǎng)強(qiáng)的對(duì)比1點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)的分布特點(diǎn)(如圖133所示)圖133(1)離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線(xiàn)越密集，場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)(2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面，電場(chǎng)線(xiàn)處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向各不相同2等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)的分布特點(diǎn)(如圖134所示)圖134(1)兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)上各點(diǎn)，電場(chǎng)線(xiàn)方向從正電荷指向負(fù)電荷(2)兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂面(中垂線(xiàn))上，電場(chǎng)線(xiàn)方向均相同，即場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面(線(xiàn))垂直在中垂面(線(xiàn))上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等(O為兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中點(diǎn)

40、)(3)在中垂面(線(xiàn))上的電荷受到的靜電力的方向總與中垂面(線(xiàn))垂直，因此，在中垂面(線(xiàn))上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功3等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)的分布特點(diǎn)(如圖135所示)圖135(1)兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零，此處無(wú)電場(chǎng)線(xiàn)(2)中點(diǎn)O附近的電場(chǎng)線(xiàn)非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為零(3)兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中垂面(中垂線(xiàn))上，場(chǎng)強(qiáng)方向總沿面(線(xiàn))遠(yuǎn)離O(等量正電荷)(4)在中垂面(線(xiàn))上從O點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)線(xiàn)先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)?勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)線(xiàn)分布特點(diǎn)(如圖136所示)圖136電場(chǎng)線(xiàn)是平行、等間距的直線(xiàn)，電場(chǎng)方向與電場(chǎng)線(xiàn)平行5等量異種電荷和等量同種電荷連線(xiàn)上以及中垂線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度各有怎樣的規(guī)

41、律？(1)等量異種點(diǎn)電荷連線(xiàn)上以中點(diǎn)O場(chǎng)強(qiáng)最小，中垂線(xiàn)上以中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)為最大；等量同種點(diǎn)電荷連線(xiàn)上以中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最小，等于零因無(wú)限遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)E0，則沿中垂線(xiàn)從中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)處，電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，之間某位置場(chǎng)強(qiáng)必有最大值(2)等量異種點(diǎn)電荷連線(xiàn)和中垂線(xiàn)上關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)處的場(chǎng)強(qiáng)相同；等量同種點(diǎn)電荷連線(xiàn)和中垂線(xiàn)上關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反.1.電場(chǎng)線(xiàn)是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？什么情況下電場(chǎng)線(xiàn)才是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡？(1)電場(chǎng)線(xiàn)與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的比較電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡(1)電場(chǎng)中并不存在，是為研究電場(chǎng)方便而人為引入的(2)曲線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向即為該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，同時(shí)也是正電荷在該點(diǎn)的受

42、力方向，即正電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生加速度的方向(1)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是客觀存在的(2)軌跡上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向即為粒子在該點(diǎn)的速度方向，但加速度的方向與速度的方向不一定相同(2)電場(chǎng)線(xiàn)與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡重合的條件電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn)帶電粒子只受靜電力作用，或受其他力，但方向沿電場(chǎng)線(xiàn)所在直線(xiàn)帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線(xiàn)所在的直線(xiàn)2電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)計(jì)算公式E與Ek有什么不同？如何理解Ek？(1)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)計(jì)算公式的對(duì)比區(qū)別公式公式分析物理含義引入過(guò)程適用范圍Eq是試探電荷，本式是測(cè)量或計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)的一種方法是電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式由比值法引入，E與F、q無(wú)關(guān)，反映某點(diǎn)電場(chǎng)的性質(zhì)適用于一切電場(chǎng)EkQ是

43、場(chǎng)源電荷，它與r都是電場(chǎng)的決定因素是真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式由E和庫(kù)侖定律導(dǎo)出真空中的點(diǎn)電荷特別提醒明確區(qū)分“場(chǎng)源電荷”和“試探電荷”電場(chǎng)由場(chǎng)源電荷產(chǎn)生，某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E由場(chǎng)源電荷及該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離決定E不能理解成E與F成正比，與q成反比Ek只適用于真空中的點(diǎn)電荷(2)對(duì)公式Ek的理解r0時(shí)，E是錯(cuò)誤的，因?yàn)橐咽チ恕包c(diǎn)電荷”這一前提在以Q為中心，以r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同，在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中不存在場(chǎng)強(qiáng)相等的兩點(diǎn)一、場(chǎng)強(qiáng)的公式【例1】下列說(shuō)法中，正確的是()A在一個(gè)以點(diǎn)電荷為中心，r為半徑的球面上各處的電場(chǎng)強(qiáng)度都相同BEk僅適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)C電場(chǎng)強(qiáng)度的方

44、向就是放入電場(chǎng)中的電荷受到的靜電力的方向D電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向與試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)答案BD解析因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度是矢量，有方向，故A錯(cuò)誤；Ek僅適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，B正確；電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是放入電場(chǎng)中的正電荷受到的靜電力的方向，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)僅由電場(chǎng)本身決定，與試探電荷無(wú)關(guān)，故D正確二、電場(chǎng)線(xiàn)的理解【例2】如圖137所示，實(shí)線(xiàn)是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線(xiàn)，若帶電粒子q(|Q|q|)，由a運(yùn)動(dòng)到b，靜電力做正功已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受靜電力分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是()圖137A若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbB若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<

45、FbC若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbD若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<Fb答案A解析從電場(chǎng)線(xiàn)分布可以看出，a點(diǎn)電場(chǎng)線(xiàn)密，故Ea>Eb，所以帶電粒子q在a點(diǎn)所受靜電力大，即Fa>Fb；若Q帶正電，正電荷從a到b靜電力做正功，若Q帶負(fù)電，正電荷從a到b靜電力做負(fù)功，故A項(xiàng)正確.1.由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E可知，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)()A電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比B無(wú)論試探電荷所帶的電荷量如何變化，始終不變C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則在該點(diǎn)的電荷受到的靜電力一定為零D一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的靜電力為零，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零答案BC解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身所決定的物理量，

46、是客觀存在的，與放不放試探電荷無(wú)關(guān)電場(chǎng)的基本性質(zhì)是它對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用，F(xiàn)Eq.若電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E0，那么F0，若小球不帶電q0，F(xiàn)也一定等于零，選項(xiàng)B、C正確場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量2如圖138所示是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)分布，下列說(shuō)法中正確的是()圖138A這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)B點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的靜電力比在B點(diǎn)處受到的靜電力大C點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力)D負(fù)電荷在B點(diǎn)處所受到的靜電力的方向沿B點(diǎn)切線(xiàn)方向答案B解析負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)是自四周無(wú)窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)電荷的直線(xiàn)，故A錯(cuò)電場(chǎng)線(xiàn)越密的地方場(chǎng)

47、強(qiáng)越大，由圖知EA>EB，又因FqE，得FA>FB，故B正確由a，aF，而FE，EA>EB，所以aA>aB，故C錯(cuò)B點(diǎn)的切線(xiàn)方向即B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向，而負(fù)電荷所受靜電力方向與其相反，故D錯(cuò)3. 場(chǎng)源電荷Q2×104C，是正點(diǎn)電荷；檢驗(yàn)電荷q2×105C，是負(fù)點(diǎn)電荷，它們相距r2m，且都在真空中，如圖139所示求：(1)q在該點(diǎn)受的靜電力(2)q所在的B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EB.(3)只將q換為q4×105C的正點(diǎn)電荷，再求q在B點(diǎn)的受力及B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)(4)將檢驗(yàn)電荷移去后再求B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)圖139答案(1)9N，方向在A與B的連線(xiàn)上，且指向A(2)4.5×

48、105N/C，方向由A指向B(3)18N，方向由A指向B4.5×105N/C，方向由A指向B(4)4.5×105N/C，方向由A指向B解析(1)由庫(kù)侖定律得Fk9×109×N9N方向在A與B的連線(xiàn)上，且指向A.(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義：Ek所以E9×109×N/C4.5×105N/C方向由A指向B.(3)由庫(kù)侖定律Fk9×109×N18N方向由A指向B，Ek4.5×105N/C方向由A指向B.(4)因E與q無(wú)關(guān)，q0也不會(huì)影響E的大小與方向，所以移去q后場(chǎng)強(qiáng)不變.題型一：電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線(xiàn)圖1是點(diǎn)電

49、荷Q周?chē)碾妶?chǎng)線(xiàn)，以下判斷正確的是()圖1AQ是正電荷，A的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B的電場(chǎng)強(qiáng)度BQ是正電荷，A的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B的電場(chǎng)強(qiáng)度CQ是負(fù)電荷，A的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B的電場(chǎng)強(qiáng)度DQ是負(fù)電荷，A的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B的電場(chǎng)強(qiáng)度思維步步高：電場(chǎng)強(qiáng)度的定義是什么？在點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)分布情況與點(diǎn)電荷的帶電性質(zhì)有無(wú)關(guān)系？電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線(xiàn)有什么關(guān)系？解析正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)是向外輻射狀的，電場(chǎng)線(xiàn)密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大所以A正確答案A拓展探究：圖2中的實(shí)線(xiàn)表示電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)表示只受靜電力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，可以判定()圖2A粒子在M點(diǎn)受到的靜電力大于在N點(diǎn)受到的靜電力B粒子在M點(diǎn)受到的靜電力小于在

50、N點(diǎn)受到的靜電力C不能判斷粒子在M點(diǎn)受到的靜電力和粒子在N點(diǎn)受到的靜電力哪個(gè)大D以上說(shuō)法都不對(duì)答案B解析電場(chǎng)線(xiàn)越密，場(chǎng)強(qiáng)越大，同一粒子受到的靜電力越大，選項(xiàng)B正確可以在該題目的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究幾種常見(jiàn)電場(chǎng)中不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布情況，例如等量同種電荷或者等量異種電荷等.題型二：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加如圖3所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷Q，且COOD，ADO60°.根據(jù)上述說(shuō)明，在x軸上場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)為_(kāi)圖3思維步步高：等量同種電荷的電場(chǎng)分布情況是什么樣的？等量同種電荷在x軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布情況如何？在C點(diǎn)的右側(cè)由Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度如何

51、？解析在x軸上由Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿水平方向，在C點(diǎn)右側(cè)水平向左，左側(cè)水平向右，要想和等量的正電荷在x軸上產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零，該點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)在C點(diǎn)的右側(cè)，距離A、B、C三個(gè)電荷相同的D點(diǎn)上答案D點(diǎn)拓展探究：如果C點(diǎn)沒(méi)有電荷的存在，x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)是_答案O點(diǎn)解析C點(diǎn)如果沒(méi)有電荷存在，則變成等量同種電荷的電場(chǎng)，應(yīng)該是O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷在真空中同時(shí)存在時(shí)，空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和(1)同一直線(xiàn)上的兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，可簡(jiǎn)化為代數(shù)和(2)不在同一直線(xiàn)上的兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，用平行四邊形定則求合場(chǎng)強(qiáng).一、選擇題1在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，其電場(chǎng)強(qiáng)度(

52、)A處處相等B與場(chǎng)源電荷等距的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都相等C與場(chǎng)源電荷等距的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小都相等，但方向不同D場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與該點(diǎn)至場(chǎng)源電荷的距離r成反比答案C2電場(chǎng)強(qiáng)度E的定義式為E，下面說(shuō)法中正確的是()A該定義只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)B上式中，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷所受的靜電力，q是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷的電荷量C上式中，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷所受的靜電力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量D庫(kù)侖定律的表達(dá)式F可以說(shuō)是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的庫(kù)侖力大??；而可以說(shuō)是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)大小答案BD3將質(zhì)量為m的正點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中從靜止釋放，在它運(yùn)動(dòng)過(guò)程中如果不計(jì)重力，

53、下述正確的是()A點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必與電場(chǎng)線(xiàn)重合B點(diǎn)電荷的速度方向必定和所在點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向一致C點(diǎn)電荷的加速度方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向一致D點(diǎn)電荷的受力方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向一致答案CD解析正點(diǎn)電荷q由靜止釋放，如果電場(chǎng)線(xiàn)為直線(xiàn)，電荷將沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但如果電場(chǎng)線(xiàn)是曲線(xiàn)，電荷一定不沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(因?yàn)槿绻仉妶?chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其速度方向與受力方向重合，不符合曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件)，故A選項(xiàng)不正確；由于點(diǎn)電荷做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度方向與靜電力方向不再一致(初始時(shí)刻除外)，故B選項(xiàng)不正確；而點(diǎn)電荷的加速度方向，即電荷所受靜電力方向必與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一致，即與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向一致，故C、D選

54、項(xiàng)正確4以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線(xiàn)的說(shuō)法中正確的是()A電場(chǎng)和電場(chǎng)線(xiàn)都是客觀存在的物質(zhì)，因此電場(chǎng)線(xiàn)不僅能在空間相交，也能相切B在電場(chǎng)中，凡是電場(chǎng)線(xiàn)通過(guò)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零，不畫(huà)電場(chǎng)線(xiàn)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零C同一試探電荷在電場(chǎng)線(xiàn)密集的地方所受靜電力大D電場(chǎng)線(xiàn)是人們假設(shè)的，用以形象表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在答案CD解析電場(chǎng)線(xiàn)是為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想曲線(xiàn)；我們規(guī)定電場(chǎng)線(xiàn)上某點(diǎn)的切線(xiàn)方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)的方向，電場(chǎng)線(xiàn)的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱所以利用電場(chǎng)線(xiàn)可以判斷電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向以及帶電粒子在電場(chǎng)中的受力大小及方向5如圖4所示是在一個(gè)電場(chǎng)中的a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)分別引入試探電荷時(shí)，電荷所受的靜電力F跟引入的電荷的電荷量之間的函數(shù)關(guān)系，