本卷由系統自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。答案第=page11頁，總=sectionpages22頁專題16電場力的性質（講義）一、核心知識一、電荷及電荷守恒定律1．元電荷、點電荷(1)元電荷：e＝1.6×10－19C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數倍，其中質子、正電子的電荷量與元電荷相同．(2)點電荷：當帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點電荷．2．靜電場靜電場是存在于電荷周圍的一種特殊物質，其基本特征是對放入其中的電荷具有力的作用．3．電荷守恒定律(1)內容：電荷既不會創生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持不變．(2)起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應起電．(3)帶電實質：物體帶電的實質是得失電子．4．感應起電：感應起電的原因是電荷間的相互作用，或者說是電場對電荷的作用．(1)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．(2)當有外加電場時，電荷向導體兩端移動，出現感應電荷，當無外加電場時，導體兩端的電荷發生中和．二、庫侖定律1．內容：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，與它們的距離的二次方成反比．作用力的方向在它們的連線上．2．表達式：F＝keq\f(q1q2,r2)，式中k＝9.0×109N·m2/C2，叫靜電力常量．3．適用條件：真空中的點電荷．4．對庫侖定律的兩點理解(1)F＝keq\f(q1q2,r2)，r指兩點電荷間的距離．對可視為點電荷的兩個均勻帶電球，r為兩球心間距．(2)當兩個電荷間的距離r→0時，電荷不能視為點電荷，它們之間的靜電力不能認為趨于無限大．5．電荷均分原理(1)適用于材料、大小、形狀完全相同的導體球．(2)兩導體球接觸一下再分析，如果兩導體球帶同種電荷，總電荷量直接平分；如果兩導體球帶異種電荷，則先中和再平分．三、電場強度、點電荷的場強1．定義：放入電場中某點的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的比值．2．定義式：E＝eq\f(F,q).單位：N/C或V/m3．點電荷的電場強度：真空中點電荷形成的電場中某點的電場強度：E＝keq\f(Q,r2).4．方向：規定正電荷在電場中某點所受電場力的方向為該點的電場強度方向．5．電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量和，遵從平行四邊形定則．6．三電荷平衡模型的規律(1)“三點共線”——三個點電荷分布在同一直線上．(2)“兩同夾異”——正負電荷相互間隔．(3)“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小．(4)“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．7．電場強度三個表達式的比較8.求解電場強度的4種非常規思維方法(1)等效法：在保證效果相同的前提下，將復雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景．例如：一個點電荷＋q與一個無限大薄金屬板形成的電場，等效為兩個異種點電荷形成的電場，如圖甲、乙所示．(2)對稱法：利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點，使復雜電場的疊加計算問題大為簡化．例如：均勻帶電的eq\f(3,4)球殼在O點產生的場強，等效為弧BC產生的場強，弧BC產生的場強方向，又等效為弧的中點M在O點產生的場強方向．(3)填補法：將有缺口的帶電圓環補全為圓環，或將半球面補全為球面，從而化難為易、事半功倍．(4)微元法：將帶電體分成許多可看成點電荷的微小帶電體，先根據庫侖定律求出每個微小帶電體的場強，再結合對稱性和場強疊加原理求出合場強.四、電場線為了形象地描述電場中各點電場強度的強弱及方向，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致，曲線的疏密表示電場的強弱．1．電場線的幾個特點(1)不閉合：電場線起始于正電荷(或無窮遠處)，終止于無窮遠處(或負電荷)．(2)不相交：在電場中兩條電場線不相交．(3)同一電場中，電場線密的地方場強大．(4)電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向．2．五種典型電場的電場線兩種等量點電荷的電場分析二、重點題型分類例析題型1：點電荷和元電荷【例題1】（2020·廣東高三專題練習）關于點電荷、元電荷、檢驗電荷，下列說法正確的是A．點電荷是體積很小的帶電體B．點電荷所帶電荷量一定是元電荷的整數倍C．點電荷所帶電荷量一定很小D．點電荷、元電荷、檢驗電荷是同一種物理模型題型2：起電方式【例題2】（2020·浙江杭州市·杭州高級中學高三月考）為了研究空腔導體內外表面的電荷分布情況，取兩個驗電器A和B，在B上裝一個幾乎封閉的空心金屬球C（僅在上端開有小孔），D是帶有絕緣柄的金屬小球，如圖所示．實驗前他們都不帶電，實驗時首先將帶正電的玻璃棒（圖中未畫出）與C接觸使C帶電．以下說法正確的是A．若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則B的箔片帶負電B．若將帶正電的玻璃棒接觸C內表面，則B的箔片不會帶電C．使D接觸C的外表面，然后接觸A，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大D．使D接觸C的內表面，然后接觸A，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大題型3：庫侖定律【例題3】（2020·廣東高三學業考試）兩個相同的金屬小球，帶電荷量分別為和，小球半徑遠小于兩球心的距離r，將它們接觸后放回原處．則此時的靜電力大小為（）A． B． C． D．題型4：帶電小球的平衡問題【例題4】（2020·沙坪壩區·重慶三十二中高三期中）兩個大小相同的小球帶有同種電荷，質量分別為m1和m2，帶電荷量分別是q1和q2，用絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，分別與中垂線方向成α1角和α2角，且兩球處于同一水平線上，如圖所示，若α1>α2，則下述結論正確的是（）A．q1一定等于q2 B．一定滿足C．m1一定小于m2 D．必須同時滿足q1=q2、m1=m2題型5：靜電力作用下的加速問題【例題5】（2020·四川高三一模）如圖（a），場源點電荷固定在真空中O點，從與O相距r0的P點由靜止釋放一個質量為m、電荷量為q（q>0）的離子，經一定時間，離子運動到與O相距rN的N點。用a表示離子的加速度，用r表示離子與O點的距離，作出其圖像如圖（b）。靜電力常量為是k，不計離子重力。由此可以判定（）A．場源點電荷帶正電B．場源點電荷的電荷量為C．離子在P點的加速度大小為D．離子在P點受到的電場力大小為題型6：多個點電荷的庫侖力【例題6】（2020·全國高三專題練習）如圖所示，光滑絕緣水平面上有三個帶電小球、、（可視為點電荷），三球沿一條直線擺放，僅在它們之間的靜電力作用下靜止，則以下判斷正確的是（）A．對的靜電力可能是斥力 B．對的靜電力一定是斥力C．的電量可能比少 D．的電量一定比多題型7：電場強度的概念【例題7】（2021·全國高三專題練習）下列說法中正確的是（）A．由知，電場中某點的電場強度與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比B．電場中某點的電場強度等于，但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關C．電場中某點的電場強度方向即檢驗電荷在該點的受力方向D．公式和對于任何靜電場都是適用的題型8：割補法求電場強度【例題8】（2020·撫松縣第十中學高三月考）已知均勻帶電球體在球的外部產生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產生的電場相同．如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B、B和A間的距離均為R，現以OB為直徑在球內挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為，則A點處場強的大小為()A． B． C． D．題型9：電場強度的疊加問題【例題9】（2020·廣東高三專題練習）在場強為的勻強電場中，取O點為圓心，r為半徑作一圓周，在O點固定一帶電荷量為的正點電荷，為相互垂直的兩條直徑，其中bd與電場線平行，不計試探電荷的重力，如圖所示。則（）A．把一正試探電荷放在a點，試探電荷恰好處于平衡B．把一負試探電荷放在b點，試探電荷恰好處于平衡C．把一負試探電荷放在c點，試探電荷恰好處于平衡D．把一正試探電荷放在d點，試探電荷恰好處于平衡題型10：點電荷的電場線【例題10】（2018·全國高三單元測試）若正電荷Q周圍的電場線如圖所示，由圖可知，以下說法正確的是A．a點的電場強度小于b點的電場強度B．把另一個帶正電的點電荷放在a點，它所受的電場力向右C．把另一個帶負電的點電荷放在b點，它所受的電場力向右D．把另一個帶正電的點電荷放在b點，它所受的電場力向左題型11：等量異種電荷的電場線【例題11】（2021·全國高三專題練習）（多選）用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的強弱，如下圖甲是等量異種點電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱．則（）A．B、C兩點場強大小和方向都相同B．A、D兩點場強大小相等，方向相反C．E、O、F三點比較，O的場強最強D．B、O、C三點比較，O點場強最弱題型12：等量同種電荷的電場線【例題12】（2020·黑龍江哈爾濱市第六中學校高三期中）（多選）如圖所示，M、N為兩個等量同號正電荷Q，在其連線的中垂線上任意一點P自由釋放一個負點電荷q，不計重力影響，下列關于點電荷q的運動的說法正確的是（）A．從P→O的過程中，加速度可能越來越大，速度也越來越大B．從P→O的過程中，加速度可能越來越小，而速度越來越大C．點電荷運動到O點時加速度為零，速度達到最大值D．點電荷越過O點后，速度越來越小，而加速度可能越來越大，直到速度為零參考答案【例題1】B【解析】AC．點電荷是將帶電物體簡化為一個帶電的點，物體能不能簡化為點，不是看物體的體積大小和電量大小，而是看物體的大小對于兩個電荷的間距能不能忽略不計，AC錯誤；B．任何電荷所帶電荷量一定是元電荷的整數倍，B正確；D．點電荷是一種理想物理模型；元電荷是指最小電荷量；檢驗電荷是指用來檢驗電場的電荷均不是物理模型，D錯誤。【例題2】C【解析】A.若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則C以及與C連接的B的箔片都帶正電；故A錯誤.B.若將帶正電的玻璃棒接觸C內表面，則C以及與C連接的B的箔片都帶正電；故B錯誤.C.若使D接觸C的外表面，D上的電荷只有一部分轉移到C上，D仍然帶電；然后接觸A，則A的一部分電荷又轉移到A上；操作若干次，觀察到A的箔片張角變大；故C正確.D.若使D接觸C的內表面，則D上的電荷全部轉移到C上，D不再帶電；然后接觸A，A不能帶電；操作若干次，觀察到A的箔片張角不變；故D錯誤.【例題3】A【解析】兩個相同的金屬小球，帶電荷量分別為-2q和+6q，將它們接觸后，兩球的帶電荷量均為由庫侖定律可知此時的靜電力大小為,故A正確，BCD錯誤。【例題4】C【解析】A．題中電荷電量可能不同，也可能相同，但各自所受的電場力大小卻相同，方向相反，故A錯誤；BCD．根據共點力平衡條件可得,聯立解得由于，則有,故C正確，BD錯誤。【例題5】D【解析】A．從P到N，帶正電的離子的加速度隨的增加而增大，即隨r的減小而增加，可知場源點電荷帶負電，選項A錯誤；B．在N點，由庫侖定律及牛頓第二定律解得,選項B錯誤；CD．在P點時，由庫侖定律及牛頓第二定律離子在P點受到的電場力大小為,選項C錯誤，D正確。【例題6】B【解析】AB．根據電場力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”，因此對的靜電力一定引力，對的靜電力一定是斥力，故A錯誤，B正確；CD．同時根據庫侖定律來確定電場力的大小，并由平衡條件來確定各自電量的大小，因此在大小上一定為“兩大夾一小”，則的電量一定比多，而的電量與的電量無法確定。故CD錯誤。【例題7】B【解析】AB．公式,只是電場強度的定義式，不能由此得出電場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比、與電荷量成反比，因為電場中某點的電場強度只與電場本身的性質有關，與檢驗電荷的電量及受力無關，故A錯誤，B正確；C．電場中某點的電場強度方向為正電荷在該點的受力方向，故C錯誤；D．公式,對于任何靜電場都是適用的,只適用于真空中的點電荷的電場，故D錯誤。【例題8】A【解析】由題意知，半徑為R的均勻帶電體在A點產生場強為：同理割出的小球半徑為，因為電荷平均分布，其帶電荷量則其在A點產生的場強：所以剩余空腔部分電荷在A點產生的場強【例題9】B【解析】A．點電荷+Q在a點產生的電場方向為水平向右，大小為，與電場E疊加后合電場指向右斜上方，故正試探電荷受力不平衡，A錯誤；B．點電荷在b點產生的電場強度方向水平向下，大小為，與電場E疊加后合場強為零，試探電荷正好受力平衡，B正確；C．在c點的合場強方向為斜向左上方，電場不為零，試探電荷不能平衡，C錯誤；D．在d點的合場強方向豎直向上，電場不為零，試探電荷不能平衡，D錯誤。【例題10】B【解析】A、電場線的疏密表示場強的強弱，電場線密的地方電場強，疏的地方電場弱，所以a點的電場強度大于b點的電場強度；故A錯誤．B、把另一個帶正電的點電荷放在a點，它所受的