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1、考點1 電荷守恒定律及庫侖定律,電場力的性質,1.庫侖定律的適用條件是：①真空中 ②靜止的點電荷。 2.對于兩帶電球體間庫侖力的求解，需注意F=kq1q2/r2中r的含義： (1)若兩帶電球體可看做點電荷，則r為兩球心間的距離。 (2)若兩球體不能看成點電荷，則 ①帶異種電荷時，r小于兩球心間的距離。 ②帶同種電荷時，r大于兩球心間的距離。 3.有人認為，由F=kq1q2/r2知，當r→0時，F(xiàn)→∞，單從數(shù)學角度看出發(fā)，確實如此，但從物理角度，該結論是錯誤的。因為當r→0時，帶電體不能視為點電荷，庫侖定律公式F=kq1q2/r2已不再適用。,【例1】兩個分別帶有電荷量-
2、Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相 距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)? r/2，則兩球間庫侖力的大小為( ) A.(1/12)F B.(3/4)F C.(4/3)F D.12F,庫侖定律的應用,C,兩個完全相同的小球接觸后，電荷要重新分布，其所帶電荷量要平分，設分別帶Q1、Q2的正電荷，二者接觸后每個小球帶電荷量為(Q1+Q2)/2；如果帶Q1、Q2的異種電荷，接觸后每個小球帶電荷量為|(|Q1|-|Q2|) /2|，電性與電荷量大的小球相同。,【解析】本題考查電荷守恒定
3、律和庫侖定律的基本應用，熟練掌握兩個定律和電荷分配的特點是解題的關鍵。據(jù)庫侖定律知，F(xiàn)=kQ3Q/r2=3kQ2/r2，兩小球接觸后電荷量先中和再平分，使得兩小球帶電荷量均為Q，此時的庫侖力F′=kQ2/(r/2)2=4kQ2/r2=(4/3)F。,典例一,【例2】如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電 荷量均為q (q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù) 均為k0的輕質彈簧絕緣連接。當3個小球處在靜止狀 態(tài)時，每根彈簧長度為l。已知靜電力常量為k，若 不考慮彈簧的靜電感應，則每根彈簧的原長為( ) A.l+5kq2/(2k0l2) B.l-kq2/(k
4、0l2) C.l-5kq2/(4k0l2) D.l-5kq2/(2k0l2),庫侖力作用下平衡,C,解決帶電體在電場中的平衡問題的方法與解決力學中平衡問題的方法是一樣的，都是依據(jù)共點力平衡條件求解，所不同的只是在受力分析列平衡方程時，一定要注意考慮電場力。,【解析】本題考查庫侖定律，物體的平衡、胡克定律，正確理解并會應用定律解題是解決問題的前提，考查學生的理解能力和分析綜合能力。 以左邊小球為研究對象，它受另外兩個帶電小球的庫侖斥力和彈簧彈力作用而平衡，有F=k0?x=kq2/l2+kq2/(2l)2=5kq2/(4l2),?x=5kq2/(4k0l2)，故彈簧原長 l
5、0=l-Δx=l-5kq2/(4k0l2)。,典例二,如圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。 (1)若q2為正電荷，則q1為___電荷， q3為____電荷; (2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比 是______:___:______。,負,負,1,,考點2 電場強度,1.電場強度與電場力的區(qū)別和聯(lián)系,2.疊加原理：多個點電荷在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，這種關系叫電場強度的疊加，電場強度的疊加遵循平行四邊形定則。,3.場強三個表達式的比較
6、,使用以上三個公式時一定要注意它們的適用條件。,幾種常見的電荷 (1)點電荷：形狀和大小對研究問題的影響可忽略不計 的帶電體稱為點電荷． (2)場源電荷：電場是由電荷產生的，我們把產生電場的電荷叫做場源電荷． (3)試探電荷(檢驗電荷)：研究電場的基本方法之一是放入一帶電荷量很小的點電荷，考查其受力情況及能量情況，這樣的電荷稱為試探電荷或檢驗電荷．,【例3】如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q， 半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心 軸上的一點，OP=L，試求P點的場強大小。,電場的疊加,本題考查點電荷場強公式和場強疊加原理的應用。本題巧妙地運用了對稱性的特點，將相互對稱的各小段
7、帶電圓環(huán)產生的場強的豎直分量抵消。,【解析】將圓環(huán)分成n小段后，每一小段所帶電荷量為q=Q/n，由點電荷場強公式可求得每一小段在P處的場強為 。 由對稱性可知，各小段帶電圓環(huán)在P處垂直于中心軸方向的分量Ey相互抵消，沿中心軸方向分量Ex之和即為帶電圓環(huán)在P處的場強EP。 。,典例三,ab是長為l的均勻帶電細桿，P1、P2是位于ab所在直線上的兩點，位置如圖所示。ab上電荷產生的靜電場在P1處的場強大小為E1，在P2處的場強大小為E2。則以下說法正確的是( ) A.兩處的電場方向相同，E1＞E2 B.兩處的電場方向相反，E1＞E
8、2 C.兩處的電場方向相同，E1＜E2 D.兩處的電場方向相反，E1＜E2,D,,1.電場線的性質 (1)起點和終點：電場線起始于正電荷(或無窮遠處)，終止于負電荷(或無窮遠處)，即電場線不是閉合曲線。 (2)切線方向：電場線上每一點的切線方向和該點的場強方向一致。 (3)疏密程度：電場線的疏密程度反映了場強的大小即電場的強弱。電場線密集的地方場強大、電場強；電場線稀疏的地方場強小、電場弱。 (4)不中斷、不相交：在沒有電荷的空間，電場線不能中斷，兩條電場線不能相交。 (5)與等勢面的關系：在靜電場中，電場線和等勢面垂直，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。 (6
9、)與電勢的關系：在靜電場中，順著電場線的方向電勢越來越低，但要注意：順著電場線的方向場強不一定越來越小。,考點3 電場線,點電荷的電場線分布：正電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠，負電荷的電場線從無窮遠處發(fā)出，終止于負電荷,,2.幾種常見電場的電場線分布,兩個等量點電荷的電場線分布：電場線從正電荷(或者從無限遠)出發(fā)到負電荷終止(或者延伸到無限遠),點電荷與帶電平板的電場線分布,平行板電容器間的電場線分布,典例四,電場線的應用,【例4】如圖所示，一電子在外力作用下沿等量異種電荷 的中垂線由A→O→B勻速運動，電子重力不計，則電子所 受的外力的大小和方向變化情況是( ) A.先變大后
10、變小，方向水平向左 B.先變大后變小，方向水平向右 C.先變小后變大，方向水平向左 D.先變小后變大，方向水平向右,【解析】等量異種電荷電場線的分布如圖 所示，由圖(a)中電場線的分布可以看出，從A到O， 電場線由疏到密；從O到B，電場線由密到疏，所以 從A→O→B，電場強度由小變大，再由大變小。而 電場強度的方向沿電場線切線方向，為水平向右， 如圖(b)所示。因電子處于平衡狀態(tài)，其所受合力必 為零，故外力應與電子所受的電場力大小相等、方向相反。電子受的電場力與場強方向相反，即水平向左，電子從A→O→B的過程中，電場力由小變大，再由大變小，所以外力方向應水平向右，其大小應先變大后變小。,B,根據(jù)電場的疊加原理掌握等量異種電荷(或同種電荷)場強的分布規(guī)律是處理此類問題的關鍵所在。,法拉第首先提出用電場線形象生 動地描繪電場。圖為點電荷a、b 所形成電場線分布圖，以下幾種 說法正確的是( ) A.a、b為異種電荷，a帶的電荷量大于b帶的電荷量 B.a、b為異種電荷，a帶的電荷量小于b帶的電荷量 C.a、b為同種電荷，a帶的電荷量大于b帶的電荷量 D.a、b為同種電荷，a帶的電荷量小于b帶的電荷量,4,B,3、等量同種和異種點電荷的電場 兩點電荷連線的中垂線上的電場分布及特點的比較,
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