資源簡介

(共39張PPT)
第1講　電場的力的性質(zhì)
必備知識(shí)·自主排查
關(guān)鍵能力·分層突破
必備知識(shí)·自主排查
一、點(diǎn)電荷、電荷守恒定律
1．點(diǎn)電荷：有一定的電荷量，忽略形狀和____的一種理想化模型．
2．電荷守恒定律
(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分________到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持________．
(2)起電方式：________、________、感應(yīng)起電．
(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是________．
大小
轉(zhuǎn)移　
轉(zhuǎn)移　
不變　
摩擦起電　
接觸起電　
得失電子
二、庫侖定律
1．內(nèi)容：________中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的________成正比，與它們的距離的________成反比．作用力的方向在它們的連線上．
2．表達(dá)式：F＝____，式中k＝________ N·m2/C2，叫靜電力常量．
3．適用條件：
(1)________中；
(2)________．
真空　
電荷量的乘積　
二次方
k
9.0×109
真空　
點(diǎn)電荷
三、電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)
1．定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的________．
2．定義式：E＝________．單位：N/C或V/m.
3．點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：真空中點(diǎn)電荷形成的電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度：E＝________．
4．方向：規(guī)定________在電場中某點(diǎn)所受________的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向．
5．電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的________和，遵從________定則．
比值
k
正電荷　
電場力
矢量　
平行四邊形
四、電場線
1．定義：為了形象地了解和描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的________和________，在電場中畫出一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的________表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，曲線的________表示電場強(qiáng)度的大小．
2.
大小　
方向　
切線方向　
疏密
正電荷　
相交　
場強(qiáng)　
場強(qiáng)方向　
降低　
垂直
五、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)
1．導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)________．
2．導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面．
3．導(dǎo)體表面處的場強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面________．
4．導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的________上．
5．在導(dǎo)體外表面越尖銳的位置，凈電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有凈電荷．,

處處為零　
垂直　
外表面
生活情境
1.如圖所示，塑料梳子與頭發(fā)摩擦后能吸引紙屑，經(jīng)檢驗(yàn)梳子所帶的電荷為負(fù)電荷，則
(1)梳子失去了一些電子(　　)
(2)梳子得到了一些電子(　　)
(3)頭發(fā)得到了一些電子(　　)
(4)頭發(fā)和梳子間沒有電子轉(zhuǎn)移(　　)
×
√
×
×
教材拓展
2.[人教版選修3－1改編]如圖所示，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B用一對(duì)絕緣柱支持使它們彼此接觸．把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，則(　　)
A．此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電
B．此時(shí)A電勢低，B電勢高
C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
D．先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
解析：由感應(yīng)起電可知，近端感應(yīng)出異種電荷，故A帶負(fù)電，B帶正電，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是等勢體，故A、B電勢相等，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；先移去C，則A、B兩端的等量異種電荷又重新中和，而先分開A、B，后移走C，則A、B兩端的等量異種電荷就無法重新中和，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．
答案：C
3．[人教版選修3－1P15T5改編]如圖所示為某區(qū)域的電場線分布，下列說法正確的是(　　)
A．這個(gè)電場可能是正點(diǎn)電荷形成的
B．D處的場強(qiáng)為零，因?yàn)槟抢餂]有電場線
C．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)所受的電場力比在B點(diǎn)所受電場力小
D．負(fù)電荷在C點(diǎn)受到的電場力方向沿C點(diǎn)切線方向
答案：C
關(guān)鍵能力·分層突破
考點(diǎn)一　庫侖定律的理解與應(yīng)用
1．對(duì)庫侖定律的理解
(1)F＝k，r指兩點(diǎn)電荷間的距離．對(duì)可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電球，r為兩球的球心間距．
(2)當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí)，電荷不能再視為點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無窮大．
2．庫侖力具有力的共性
(1)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的庫侖力遵從牛頓第三定律．
(2)庫侖力可使帶電體產(chǎn)生加速度．
(3)庫侖力可以和其他力平衡．
(4)某個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受幾個(gè)點(diǎn)電荷的作用時(shí)，要用平行四邊形定則求合力．
跟進(jìn)訓(xùn)練
1．如圖所示，真空中兩個(gè)完全相同的絕緣帶電金屬小球A、B(均可看做點(diǎn)電荷)，分別帶有－Q和＋Q的電荷量，兩球間靜電力為F.現(xiàn)用一個(gè)不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，接著再使A、B間距離增大為原來的2倍，則它們間的靜電力大小為(　　)
A．F B．F
C．F D．F
答案：C
解析：根據(jù)庫侖定律知：F＝k＝，用不帶電的小球C與A接觸，則A、C的電荷量為QA＝QC＝－Q，C與B再接觸，則B的電荷量為QB＝＋Q，根據(jù)庫侖定律知此時(shí)靜電力大小：F′＝k＝k＝F，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．
2．如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q.現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在靜電力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(　　)
A．正，B的右邊0.4 m處
B．正，B的左邊0.2 m處
C．負(fù)，A的左邊0.2 m處
D．負(fù)，A的右邊0.2 m處
解析：根據(jù)庫侖定律，當(dāng)C在A的左側(cè)時(shí)，C受到A、B庫侖力的合力才可能為0，則C在A的左邊；為使A受到B、C的庫侖力的合力為0，C應(yīng)帶負(fù)電；設(shè)C在A左側(cè)距A為x處，由于C處于平衡狀態(tài)，所以k＝，解得x＝0.2 m，C正確．
答案：C
3．[2022·四川樂山模擬]如圖，帶電量分別為qa、qb、qc的小球，固定在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，qa所受庫侖力的合力F方向垂直于qa、qb的連線，則(　　)
A．qb、qc異號(hào)，且qc＝2qb
B．qa、qb異號(hào)，且qb＝2qa
C．qa、qc同號(hào)，且qc＝2qa
D．qa、qb同號(hào)，且qb＝2qa
答案：A
解析：根據(jù)題意可知，小球a、c之間存在排斥力，qa、qc同號(hào)，小球a、b之間存在吸引力，qa、qb異號(hào)，所以qb和qc異號(hào)，根據(jù)平行四邊形法則，排斥力是吸引力的兩倍，根據(jù)庫侖定律F＝k，故Fac＝k、Fab＝k，根據(jù)題意得Fac＝2Fab，所以有qc＝2qb，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確．
4．如圖所示，用兩根長度均為l的絕緣輕繩將帶正電的小球懸掛在水平的天花板下，小球的質(zhì)量為m，輕繩與天花板的夾角均為θ，小球正下方距離也為l的A處一絕緣支架上同樣有一個(gè)帶電小球，此時(shí)輕繩的張力均為0，現(xiàn)在將支架水平向右移動(dòng)到B處，B處位置與兩輕繩結(jié)點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為θ，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，若已知θ＝30°，則(　　)
A．A處的帶電小球帶負(fù)電
B．支架在A處與在B處時(shí)兩小球之間的庫侖力大小之比為2∶3
C．支架在B處時(shí)，左邊繩子的張力為mg－mg
D．支架在B處時(shí)，右邊繩子的張力為mg＋mg
答案：C
解析：當(dāng)絕緣支架上的帶電小球在A位置時(shí)，輕繩的張力均為0，對(duì)其受力分析可知其只受重力和庫侖力，因此兩小球之間的庫侖力為斥力，則A處的帶電小球帶正電，故A錯(cuò)誤；根據(jù)庫侖定律可得F＝k，因此絕緣支架在A處與在B處時(shí)，兩小球之間的庫侖力大小之比＝＝＝，故B錯(cuò)誤；根據(jù)平衡條件知，F(xiàn)A＝mg，則支架在B處時(shí)，兩球間的庫侖力為FB＝FA＝mg，設(shè)左、右繩的張力分別為F1和F2，則由正交分解可得F1cos 30°＋mg sin 30°＝F2cos 30°，F(xiàn)1sin 30°＋mg cos 30°＋F2sin 30°＝mg，解得F1＝mg－mg, F2＝mg－mg，故C正確，D錯(cuò)誤．
[思維方法]
解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟
庫侖力作用下平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了電場力．具體步驟如下：
考點(diǎn)二　電場強(qiáng)度的理解及計(jì)算
1．電場強(qiáng)度的性質(zhì)：
矢量性 規(guī)定正電荷受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向
唯一性 電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置
2.電場強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式：
例.[2021·湖南卷，4]如圖，在(a，0)位置放置電荷量為q的正點(diǎn)電荷，在(0，a)位置放置電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距P(a，a)為a的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷Q，使得P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零．則Q的位置及電荷量分別為(　　)

A．(0，2a)，q B．(0，2a)，2q
C．(2a，0)，q D．(2a，0)，2q
答案：B
　解析：(a，0)和(0，a)兩點(diǎn)處的電荷量為q的點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和E＝，方向如圖所示[由點(diǎn)(a，a)指向點(diǎn)(0，2a)]，由在距P點(diǎn)為a的某點(diǎn)處放置的正點(diǎn)電荷Q使得P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零可知，此正電荷位于(0，2a)點(diǎn)，且電荷量Q滿足＝，解得Q＝2q，B正確．
命題分析 試題 情境 屬于基礎(chǔ)性題目，以點(diǎn)電荷的電場為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境
必備 知識(shí) 考查點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度、電場的疊加
關(guān)鍵 能力 考查推理能力．根據(jù)公式E＝k，平行四邊形定則求合場強(qiáng)
學(xué)科 素養(yǎng) 考查物理觀念．要求考生掌握點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式、矢量合成法則
跟進(jìn)訓(xùn)練
5．[人教版必修第三冊P17T6改編]如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為30 g、帶電荷量為－1.7×10－8 C的半徑極小的小球用絕緣絲線懸掛在某勻強(qiáng)電場中，電場線與水平面平行．當(dāng)小球靜止時(shí)，測得懸線與豎直方向夾角為30°，則勻強(qiáng)電場方向和大小為(g取10 m/s2)(　　)
A.水平向右，5×106 N/C
B．水平向右，1×107 N/C
C．水平向左，5×106 N/C
D．水平向左，1×107 N/C
答案：B
解析：分析小球受力如圖所示，重力mg豎直向下，絲線拉力FT沿絲線方向向上，因?yàn)樾∏蛱幱谄胶鉅顟B(tài)，還應(yīng)受水平向左的電場力F，小球帶負(fù)電，所受電場力方向與場強(qiáng)方向相反，所以場強(qiáng)方向水平向右，小球在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，三個(gè)力的合力必為零，所以F＝mg tan 30°，又F＝Eq，則E＝，代入數(shù)據(jù)得：E＝1×107 N/C，故選項(xiàng)B正確．
6．如圖所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)A、B分別固定放置點(diǎn)電荷＋Q1和－Q2，x軸上的P點(diǎn)位于B點(diǎn)的右側(cè)，且P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，則下列判斷正確的是(　　)
A．x軸上P點(diǎn)右側(cè)電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向
B．Q1C．在A、B連線上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
D．與P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的M點(diǎn)電場強(qiáng)度可能為零
答案：A
解析：根據(jù)題述可知P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式和場強(qiáng)疊加原理可知，＋Q1的電荷量一定大于－Q2的電荷量，A、B連線上其余各點(diǎn)電場強(qiáng)度都不為零，故B、C錯(cuò)誤；由于＋Q1的電荷量大于－Q2的電荷量，可知P點(diǎn)右側(cè)電場方向沿x軸正方向，故A正確；由于Q1>Q2，M點(diǎn)和P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式和場強(qiáng)疊加原理可知，M點(diǎn)電場強(qiáng)度一定不為零，D錯(cuò)誤．
7．(多選)如圖所示，在圓心為O、半徑為R的圓周上等間距分布著三個(gè)電荷量均為q的點(diǎn)電荷a、b、c，其中a、b帶正電，c帶負(fù)電．已知靜電力常量為k，下列說法正確的是(　　)
A.a受到的庫侖力大小為
B．c受到的庫侖力大小為
C．a(chǎn)、b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，方向由O指向c
D．a(chǎn)、b、c在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，方向由O指向c
答案：BD
解析：根據(jù)幾何關(guān)系得ab間、bc間、ac間的距離r＝R，根據(jù)庫侖力的公式得a、b、c間的庫侖力大小F＝k＝k，a受到的兩個(gè)力夾角為120°，所以a受到的庫侖力為Fa＝F＝k，c受到的兩個(gè)力夾角為60°，所以c受到的庫侖力為Fc＝F＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；a、b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，根據(jù)電場強(qiáng)度定義有E0＝k，a、b帶正電，故a在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向是由a指向O，b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向是由b指向O，由矢量合成得a、b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E＝k，方向由O→c，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理c在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E0＝k，方向由O→c，運(yùn)用矢量合成法則得a、b、c在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E′＝2k，方向由O→c.選項(xiàng)D正確．
考點(diǎn)三　電場線的理解和應(yīng)用
1．電場線的應(yīng)用
(1)在同一電場里，電場線越密的地方場強(qiáng)越大．
(2)電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向．
(3)沿電場線方向電勢逐漸降低．
(4)電場線和等勢面在相交處互相垂直．
2．兩種等量點(diǎn)電荷的電場線
比較 等量異種點(diǎn)電荷 等量同種點(diǎn)電荷
電場線分布
中垂線上的電場強(qiáng)度 O點(diǎn)最大，向外逐漸減小 O點(diǎn)為零，向外先變大后變小
連線上的電場強(qiáng)度 沿連線先變小后變大，中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度最小 沿連線先變小后變大，中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度為零
跟進(jìn)訓(xùn)練
8．如圖所示是真空中兩點(diǎn)電荷的周圍的電場分布情況．圖中O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，OM＝ON.下列說法正確的是(　　)
A．同一電荷在O、M、N三點(diǎn)所受的電場力相同
B．同一電荷在O、M、N三點(diǎn)的電場力方向相同
C．O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系是EM＝EN>EO
D．把另一自由電荷從M點(diǎn)靜止釋放，將沿MON做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
答案：B
解析：O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同，但大小不同，O點(diǎn)場強(qiáng)最大，EM＝EN9．如圖所示為靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是(　　)
A．這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷形成的
B．C點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，因?yàn)槟抢餂]有電場線
C．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場力比在B點(diǎn)受到的電場力大
D．負(fù)電荷在B點(diǎn)時(shí)受到的電場力方向沿B點(diǎn)切線方向
解析：負(fù)電荷的電場線是指向負(fù)電荷的直線，故A錯(cuò)誤；電場線只是形象地描述電場，沒有電場線的地方，場強(qiáng)不一定為零，故B錯(cuò)誤；電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，EA＞EB，F(xiàn)＝qE，所以FA＞FB，故C正確；負(fù)電荷在B點(diǎn)所受電場力的方向與B點(diǎn)的切線方向相反，故D錯(cuò)誤．
答案：C
10．如圖是一帶電球體和一可視為點(diǎn)電荷的帶電小球周圍電場線的分布圖，球體和小球所帶電荷量相同，A為球體球心與小球連線在球體外的部分的中點(diǎn)，B、C為關(guān)于連線對(duì)稱的兩點(diǎn)．取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，以下說法正確的是(　　)
A．小球一定帶正電，帶電球體一定帶負(fù)電
B．A點(diǎn)處的電勢為零，B、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
C．將帶電粒子從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為零
D．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度
答案：C
解析：如果小球帶正電，帶電球體帶負(fù)電，帶電球體的電荷較分散，在小球右側(cè)空間中，電場線應(yīng)該始終不可能有向左的分量，故小球應(yīng)帶負(fù)電，帶電球體帶正電，A錯(cuò)誤；帶電球體不能看成點(diǎn)電荷，所以A點(diǎn)的電勢一定不為零，B錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱性可知，B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，電勢也相等，所以將帶電粒子從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電勢能變化量為零，電場力做功也為零，C正確；A點(diǎn)在小球和帶電球體的連線上，且二者帶異種電荷，結(jié)合庫侖定律分析可知，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小大于B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度，D錯(cuò)誤．第1講　電場的力的性質(zhì)
必備知識(shí)·自主排查
一、點(diǎn)電荷、電荷守恒定律
1．點(diǎn)電荷：有一定的電荷量，忽略形狀和________的一種理想化模型．
2．電荷守恒定律
(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分________到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持________．
(2)起電方式：________、________、感應(yīng)起電．
(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是________．
二、庫侖定律
1．內(nèi)容：________中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的________成正比，與它們的距離的________成反比．作用力的方向在它們的連線上．
2．表達(dá)式：F＝________，式中k＝________ N·m2/C2，叫靜電力常量．
3．適用條件：
(1)________中；
(2)________．
三、電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)
1．定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的________．
2．定義式：E＝________．單位：N/C或V/m.
3．點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：真空中點(diǎn)電荷形成的電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度：E＝________．
4．方向：規(guī)定________在電場中某點(diǎn)所受________的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向．
5．電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的________和，遵從________定則．
四、電場線
1．定義：為了形象地了解和描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的________和________，在電場中畫出一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的________表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，曲線的________表示電場強(qiáng)度的大小．
2.
　
五、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)
1．導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)________．
2．導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面．
3．導(dǎo)體表面處的場強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面________．
4．導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的________上．
5．在導(dǎo)體外表面越尖銳的位置，凈電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有凈電荷．,
生活情境
1.如圖所示，塑料梳子與頭發(fā)摩擦后能吸引紙屑，經(jīng)檢驗(yàn)梳子所帶的電荷為負(fù)電荷，則
(1)梳子失去了一些電子(　　)
(2)梳子得到了一些電子(　　)
(3)頭發(fā)得到了一些電子(　　)
(4)頭發(fā)和梳子間沒有電子轉(zhuǎn)移(　　)
教材拓展
2.[人教版選修3－1改編]如圖所示，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B用一對(duì)絕緣柱支持使它們彼此接觸．把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，則(　　)
A．此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電
B．此時(shí)A電勢低，B電勢高
C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
D．先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
3．[人教版選修3－1P15T5改編]如圖所示為某區(qū)域的電場線分布，下列說法正確的是(　　)
A．這個(gè)電場可能是正點(diǎn)電荷形成的
B．D處的場強(qiáng)為零，因?yàn)槟抢餂]有電場線
C．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)所受的電場力比在B點(diǎn)所受電場力小
D．負(fù)電荷在C點(diǎn)受到的電場力方向沿C點(diǎn)切線方向
關(guān)鍵能力·分層突破
考點(diǎn)一　庫侖定律的理解與應(yīng)用
1．對(duì)庫侖定律的理解
(1)F＝k，r指兩點(diǎn)電荷間的距離．對(duì)可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電球，r為兩球的球心間距．
(2)當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí)，電荷不能再視為點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無窮大．
2．庫侖力具有力的共性
(1)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的庫侖力遵從牛頓第三定律．
(2)庫侖力可使帶電體產(chǎn)生加速度．
(3)庫侖力可以和其他力平衡．
(4)某個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受幾個(gè)點(diǎn)電荷的作用時(shí)，要用平行四邊形定則求合力．
跟進(jìn)訓(xùn)練
1．如圖所示，真空中兩個(gè)完全相同的絕緣帶電金屬小球A、B(均可看做點(diǎn)電荷)，分別帶有－Q和＋Q的電荷量，兩球間靜電力為F.現(xiàn)用一個(gè)不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，接著再使A、B間距離增大為原來的2倍，則它們間的靜電力大小為(　　)
A．F B．F
C．F D．F
2．如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q.現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在靜電力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(　　)
A．正，B的右邊0.4 m處
B．正，B的左邊0.2 m處
C．負(fù)，A的左邊0.2 m處
D．負(fù)，A的右邊0.2 m處
3．[2022·四川樂山模擬]如圖，帶電量分別為qa、qb、qc的小球，固定在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，qa所受庫侖力的合力F方向垂直于qa、qb的連線，則(　　)
A．qb、qc異號(hào)，且qc＝2qb
B．qa、qb異號(hào)，且qb＝2qa
C．qa、qc同號(hào)，且qc＝2qa
D．qa、qb同號(hào)，且qb＝2qa
4．如圖所示，用兩根長度均為l的絕緣輕繩將帶正電的小球懸掛在水平的天花板下，小球的質(zhì)量為m，輕繩與天花板的夾角均為θ，小球正下方距離也為l的A處一絕緣支架上同樣有一個(gè)帶電小球，此時(shí)輕繩的張力均為0，現(xiàn)在將支架水平向右移動(dòng)到B處，B處位置與兩輕繩結(jié)點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為θ，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，若已知θ＝30°，則(　　)
A．A處的帶電小球帶負(fù)電
B．支架在A處與在B處時(shí)兩小球之間的庫侖力大小之比為2∶3
C．支架在B處時(shí)，左邊繩子的張力為mg－mg
D．支架在B處時(shí)，右邊繩子的張力為mg＋mg
[思維方法]
解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟
庫侖力作用下平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了電場力．具體步驟如下：
考點(diǎn)二　電場強(qiáng)度的理解及計(jì)算
1．電場強(qiáng)度的性質(zhì)：
矢量性 規(guī)定正電荷受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向
唯一性 電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置
2.電場強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式：
例.[2021·湖南卷，4]如圖，在(a，0)位置放置電荷量為q的正點(diǎn)電荷，在(0，a)位置放置電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距P(a，a)為a的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷Q，使得P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零．則Q的位置及電荷量分別為(　　)
A．(0，2a)，q B．(0，2a)，2q
C．(2a，0)，q D．(2a，0)，2q
命題分析
試題 情境 屬于基礎(chǔ)性題目，以點(diǎn)電荷的電場為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境
必備 知識(shí) 考查點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度、電場的疊加
關(guān)鍵 能力 考查推理能力．根據(jù)公式E＝k，平行四邊形定則求合場強(qiáng)
學(xué)科 素養(yǎng) 考查物理觀念．要求考生掌握點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式、矢量合成法則
跟進(jìn)訓(xùn)練
5．[人教版必修第三冊P17T6改編]如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為30 g、帶電荷量為－1.7×10－8 C的半徑極小的小球用絕緣絲線懸掛在某勻強(qiáng)電場中，電場線與水平面平行．當(dāng)小球靜止時(shí)，測得懸線與豎直方向夾角為30°，則勻強(qiáng)電場方向和大小為(g取10 m/s2)(　　)
A.水平向右，5×106 N/C
B．水平向右，1×107 N/C
C．水平向左，5×106 N/C
D．水平向左，1×107 N/C
6．如圖所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)A、B分別固定放置點(diǎn)電荷＋Q1和－Q2，x軸上的P點(diǎn)位于B點(diǎn)的右側(cè)，且P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，則下列判斷正確的是(　　)
A．x軸上P點(diǎn)右側(cè)電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向
B．Q1C．在A、B連線上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
D．與P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的M點(diǎn)電場強(qiáng)度可能為零
7．(多選)如圖所示，在圓心為O、半徑為R的圓周上等間距分布著三個(gè)電荷量均為q的點(diǎn)電荷a、b、c，其中a、b帶正電，c帶負(fù)電．已知靜電力常量為k，下列說法正確的是(　　)
A.a受到的庫侖力大小為
B．c受到的庫侖力大小為
C．a(chǎn)、b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，方向由O指向c
D．a(chǎn)、b、c在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，方向由O指向c
考點(diǎn)三　電場線的理解和應(yīng)用
1．電場線的應(yīng)用
(1)在同一電場里，電場線越密的地方場強(qiáng)越大．
(2)電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向．
(3)沿電場線方向電勢逐漸降低．
(4)電場線和等勢面在相交處互相垂直．
2．兩種等量點(diǎn)電荷的電場線
比較 等量異種點(diǎn)電荷 等量同種點(diǎn)電荷
電場線分布
中垂線上的電場強(qiáng)度 O點(diǎn)最大，向外逐漸減小 O點(diǎn)為零，向外先變大后變小
連線上的電場強(qiáng)度 沿連線先變小后變大，中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度最小 沿連線先變小后變大，中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度為零
跟進(jìn)訓(xùn)練
8．如圖所示是真空中兩點(diǎn)電荷的周圍的電場分布情況．圖中O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，OM＝ON.下列說法正確的是(　　)
A．同一電荷在O、M、N三點(diǎn)所受的電場力相同
B．同一電荷在O、M、N三點(diǎn)的電場力方向相同
C．O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系是EM＝EN>EO
D．把另一自由電荷從M點(diǎn)靜止釋放，將沿MON做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
9．如圖所示為靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是(　　)
A．這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷形成的
B．C點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，因?yàn)槟抢餂]有電場線
C．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場力比在B點(diǎn)受到的電場力大
D．負(fù)電荷在B點(diǎn)時(shí)受到的電場力方向沿B點(diǎn)切線方向
10．如圖是一帶電球體和一可視為點(diǎn)電荷的帶電小球周圍電場線的分布圖，球體和小球所帶電荷量相同，A為球體球心與小球連線在球體外的部分的中點(diǎn)，B、C為關(guān)于連線對(duì)稱的兩點(diǎn)．取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，以下說法正確的是(　　)
A．小球一定帶正電，帶電球體一定帶負(fù)電
B．A點(diǎn)處的電勢為零，B、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
C．將帶電粒子從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為零
D．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度
第七章　靜電場
第1講　電場的力的性質(zhì)
必備知識(shí)·自主排查
一、
1．大小
2．轉(zhuǎn)移　轉(zhuǎn)移　不變　摩擦起電　接觸起電　得失電子
二、
1．真空　電荷量的乘積　二次方
2．k 　9.0×109
3．(1)真空　(2)點(diǎn)電荷
三、
1．比值
2．
3．k
4．正電荷　電場力
5．矢量　平行四邊形
四、
1．大小　方向　切線方向　疏密
2．(1)正電荷　(2)相交　(3)場強(qiáng)　(4)場強(qiáng)方向　(5)降低　(6)垂直
五、
(1)處處為零　(3)垂直　(4)外表面
生活情境
1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
教材拓展
2．解析：由感應(yīng)起電可知，近端感應(yīng)出異種電荷，故A帶負(fù)電，B帶正電，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是等勢體，故A、B電勢相等，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；先移去C，則A、B兩端的等量異種電荷又重新中和，而先分開A、B，后移走C，則A、B兩端的等量異種電荷就無法重新中和，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．
答案：C
3．答案：C
關(guān)鍵能力·分層突破
1．解析：根據(jù)庫侖定律知：F＝k＝，用不帶電的小球C與A接觸，則A、C的電荷量為QA＝QC＝－Q，C與B再接觸，則B的電荷量為QB＝＋Q，根據(jù)庫侖定律知此時(shí)靜電力大小：F′＝k＝k＝F，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．
答案：C
2．解析：根據(jù)庫侖定律，當(dāng)C在A的左側(cè)時(shí)，C受到A、B庫侖力的合力才可能為0，則C在A的左邊；為使A受到B、C的庫侖力的合力為0，C應(yīng)帶負(fù)電；設(shè)C在A左側(cè)距A為x處，由于C處于平衡狀態(tài)，所以k＝，解得x＝0.2 m，C正確．
答案：C
3．解析：根據(jù)題意可知，小球a、c之間存在排斥力，qa、qc同號(hào)，小球a、b之間存在吸引力，qa、qb異號(hào)，所以qb和qc異號(hào)，根據(jù)平行四邊形法則，排斥力是吸引力的兩倍，根據(jù)庫侖定律F＝k，故Fac＝k、Fab＝k，根據(jù)題意得Fac＝2Fab，所以有qc＝2qb，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確．
答案：A
4．解析：當(dāng)絕緣支架上的帶電小球在A位置時(shí)，輕繩的張力均為0，對(duì)其受力分析可知其只受重力和庫侖力，因此兩小球之間的庫侖力為斥力，則A處的帶電小球帶正電，故A錯(cuò)誤；根據(jù)庫侖定律可得F＝k，因此絕緣支架在A處與在B處時(shí)，兩小球之間的庫侖力大小之比＝＝＝，故B錯(cuò)誤；根據(jù)平衡條件知，F(xiàn)A＝mg，則支架在B處時(shí)，兩球間的庫侖力為FB＝FA＝mg，設(shè)左、右繩的張力分別為F1和F2，則由正交分解可得F1cos 30°＋mg sin 30°＝F2cos 30°，F(xiàn)1sin 30°＋mg cos 30°＋F2sin 30°＝mg，解得F1＝mg－mg, F2＝mg－mg，故C正確，D錯(cuò)誤．
答案：C
例　解析：(a，0)和(0，a)兩點(diǎn)處的電荷量為q的點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和E＝，方向如圖所示[由點(diǎn)(a，a)指向點(diǎn)(0，2a)]，由在距P點(diǎn)為a的某點(diǎn)處放置的正點(diǎn)電荷Q使得P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零可知，此正電荷位于(0，2a)點(diǎn)，且電荷量Q滿足＝，解得Q＝2q，B正確．
答案：B
5．解析：分析小球受力如圖所示，重力mg豎直向下，絲線拉力FT沿絲線方向向上，因?yàn)樾∏蛱幱谄胶鉅顟B(tài)，還應(yīng)受水平向左的電場力F，小球帶負(fù)電，所受電場力方向與場強(qiáng)方向相反，所以場強(qiáng)方向水平向右，小球在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，三個(gè)力的合力必為零，所以F＝mg tan 30°，又F＝Eq，則E＝，代入數(shù)據(jù)得：E＝1×107 N/C，故選項(xiàng)B正確．
答案：B
6．解析：根據(jù)題述可知P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式和場強(qiáng)疊加原理可知，＋Q1的電荷量一定大于－Q2的電荷量，A、B連線上其余各點(diǎn)電場強(qiáng)度都不為零，故B、C錯(cuò)誤；由于＋Q1的電荷量大于－Q2的電荷量，可知P點(diǎn)右側(cè)電場方向沿x軸正方向，故A正確；由于Q1>Q2，M點(diǎn)和P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，P點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式和場強(qiáng)疊加原理可知，M點(diǎn)電場強(qiáng)度一定不為零，D錯(cuò)誤．
答案：A
7．解析：根據(jù)幾何關(guān)系得ab間、bc間、ac間的距離r＝R，根據(jù)庫侖力的公式得a、b、c間的庫侖力大小F＝k＝k，a受到的兩個(gè)力夾角為120°，所以a受到的庫侖力為Fa＝F＝k，c受到的兩個(gè)力夾角為60°，所以c受到的庫侖力為Fc＝F＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；a、b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，根據(jù)電場強(qiáng)度定義有E0＝k，a、b帶正電，故a在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向是由a指向O，b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向是由b指向O，由矢量合成得a、b在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小E＝k，方向由O→c，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理c在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E0＝k，方向由O→c，運(yùn)用矢量合成法則得a、b、c在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E′＝2k，方向由O→c.選項(xiàng)D正確．
答案：BD
8．解析：O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同，但大小不同，O點(diǎn)場強(qiáng)最大，EM＝EN答案：B
9．解析：負(fù)電荷的電場線是指向負(fù)電荷的直線，故A錯(cuò)誤；電場線只是形象地描述電場，沒有電場線的地方，場強(qiáng)不一定為零，故B錯(cuò)誤；電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，EA＞EB，F(xiàn)＝qE，所以FA＞FB，故C正確；負(fù)電荷在B點(diǎn)所受電場力的方向與B點(diǎn)的切線方向相反，故D錯(cuò)誤．
答案：C
10．解析：如果小球帶正電，帶電球體帶負(fù)電，帶電球體的電荷較分散，在小球右側(cè)空間中，電場線應(yīng)該始終不可能有向左的分量，故小球應(yīng)帶負(fù)電，帶電球體帶正電，A錯(cuò)誤；帶電球體不能看成點(diǎn)電荷，所以A點(diǎn)的電勢一定不為零，B錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱性可知，B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，電勢也相等，所以將帶電粒子從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電勢能變化量為零，電場力做功也為零，C正確；A點(diǎn)在小球和帶電球體的連線上，且二者帶異種電荷，結(jié)合庫侖定律分析可知，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小大于B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度，D錯(cuò)誤．
答案：C

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