2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義：7.1　庫侖定律　電場力的性質(zhì)

1、PAGE 6 -選修3-1第七章電場第1講庫侖定律電場力的性質(zhì)必備知識一、電荷守恒、點電荷庫侖定律1.點電荷:當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響可以忽略不計時,可以將帶電體視為點電荷。點電荷是一種理想化模型。2.電荷守恒定律:(1)內(nèi)容:電荷既不會創(chuàng)生,也不會消失,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變。(2)三種起電方式:摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電。3.庫侖定律:(1)內(nèi)容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。(2)表達式:F=kq1q2r2

2、,式中k=9.0109 Nm(3)適用條件:真空中的靜止點電荷。甲、乙兩圖中半徑為R的帶電金屬球,球心距3R,庫侖定律公式不能直接使用。甲圖中r13R,乙圖中r23R。二、靜電場電場強度、點電荷的場強電場線1.靜電場:靜電場是客觀存在于電荷周圍的一種物質(zhì),其基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。2.電場強度:(1)定義式:E=Fq,是矢量,單位:N/C或V/m(2)點電荷的場強:E=kQr(3)方向:規(guī)定正電荷在電場中某點受力的方向為該點的電場強度方向。3.電場線:(1)電場線的特點。如圖所示,實線為正點電荷的電場線,虛線為一等勢面,A、B是電場中的兩點。則:電場線從正電荷出發(fā),指向無窮遠處;

3、兩條電場線不可能(選填“可能”或“不可能”)相交;A點的場強小于B點的場強。電場線從正電荷出發(fā),終止于負電荷或無窮遠處,或來自無窮遠處,終止于負電荷。電場線在電場中不相交。在同一電場中,電場線越密的地方電場強度越大。電場線上某點的切線方向表示該點的電場強度方向。(2)幾種典型電場的電場線。基礎(chǔ)小題1.判斷下列題目的正誤。(1)任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。()(2)根據(jù)公式F=kq1q2r2得,當(dāng)r0時,有(3)電場強度反映了電場力的性質(zhì),所以電場中某點的場強與試探電荷在該點所受的電場力成正比。()(4)電場中某點的場強方向與負電荷在該點所受的電場力的方向相反。()(5)帶電粒子的

4、運動軌跡一定與電場線重合。()(6)在點電荷產(chǎn)生的電場中,以點電荷為球心的同一球面上各點的電場強度都相同。()提示:(1)。元電荷是自然界中帶電量最小的電荷,自然界中任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。(2)。當(dāng)帶電體之間的距離r0時,帶電體就不能看成點電荷了,庫侖定律不再適用。(3)。電場強度反映了電場自身的性質(zhì),與試探電荷的受力無關(guān)。(4)。電場中正電荷在某點所受的電場力的方向與該點的場強方向相同,負電荷在某點所受的電場力的方向與該點的場強方向相反。(5)。只有在電場線為直線,且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葹榱慊虺跛俣确较蜓仉妶鼍€的情況下,粒子運動的軌跡才能與電場線重合。(6)。電場強度是矢量,

5、既有大小,又有方向;在點電荷產(chǎn)生的電場中,以點電荷為球心的同一球面上各點的電場強度大小相同,而方向各不相同。2.如圖,兩個帶電金屬小球中心距離為r,帶電荷量均為Q,則它們之間電荷的相互作用力大小F的說法正確的是()A.若是異種電荷FkQC.若是異種電荷FkQD.不論是何種電荷F=kQ【解析】選C。當(dāng)是異種電荷時,電荷間相互吸引,導(dǎo)致電荷間距比r還小,因此庫侖力FkQ2r2,故A錯誤,C正確;若是同種電荷,則出現(xiàn)相互排斥,導(dǎo)致電荷間距比r還大,因此庫侖力FkQ2r23.(多選)兩個完全相同的金屬小球,帶電量之比為15,相距r,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,則它們間的庫侖力可能為原來的()A.

6、0.4倍B.0.6倍C.0.8倍D.1.8倍【解析】選C、D。由庫侖定律可得:F=kQqr2,當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,它們的電荷量之比變?yōu)?3,所以庫侖力是原來的1.8倍;當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,它們的電荷量之比變?yōu)?2,所以庫侖力是原來的0.8倍,故C、D正確,A、B錯誤。故選C、4.(教材改編題)用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球,小球質(zhì)量為1.010-2 kg,所帶電荷量為+2.010-8 C?，F(xiàn)加一水平方向的勻強電場,平衡時絕緣繩與鉛垂線成30夾角。則這個勻強電場的電場強度大約為()A.3106 N/CB.2106 N/CC.3107 N/CD.1106 N/C【解析】選