1、【 精品教育资源文库 】 第 1 讲 电荷守恒定律 电场力的性质 考试标准 知识内容 必考要求 加试要求 说明 电荷及其守恒定律 b c 1.不要求识记电子的比荷 2.利用库仑定律公式求解静力学问题，只限于所受各力在同一直线上或可运用直角三角形知识求解的情形 3.利用库仑定律公式与其他动力学规律求解力学与电学综合的问题，只限于所受各力在同一直线上的情形 4.两个电场叠加的定量运算，仅限于在同一直线或可用直角三角形知识解决的情形 . 库仑定律 c 电场强度 c c 一、电荷及其守恒定律 1元电荷 最小的电荷量 ，其值为 e 1.6010 19 C. 其他带电体的电荷量皆为元电荷的 整数倍 2电
2、荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体 转移 到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量 保持不变 (2)起电方式： 摩擦起电 、 接触起电 、 感应起电 (3)带电实质：物体带电的实质是 得失电子 自测 1 完全相同的金属小球 A、 B， A 球带电荷量为 16Q， B 球带电荷量为 8Q.现将 A与 B 接触后分开，则 A、 B 两球的带电荷量分别为 ( ) A 8Q， 16Q B 8Q， 8Q C 4Q， 4Q D 4Q， 4Q 答案 C 【 精品教育资源文库 】 二、库仑定律 1内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，
3、与它们的 电荷量的乘积 成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上 2表达式： F kq1q2r2 ，式中 k 9.010 9 Nm 2/C2，叫做静电力常量 3适用条件：真空中的 点电荷 自测 2 关于库仑定律公式 F kq1q2r2 ，下列说法正确的是 ( ) A库仑定律适用于体积很小的带电球体 B当真空中的两个电荷 之间的距离 r0 时，它们之间的静电力 F C当真空中的两个电荷之间的距离 r 时，库仑定律的公式就不适用了 D当真空中的两个电荷之间的距离 r0 时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了 答案 D 解析 库仑定律适用于真空中点电荷，当真空中两电
4、荷间的距离 r0 时，两电荷不能看成点电荷，公式不适用，故选项 D 正确 三、电场强度 1场强公式的比较 三个公式? E Fq? 适用于 任 何 电场与试探电荷是否存在无关E kQr2? 适用于 点电荷 产生的电场Q为场源电荷的电荷量E Ud? 适用于 匀强 电场U为两点间的电势差， d为沿电场强度方向两点间的距离2电场的叠加 (1)电场的叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的 矢量 和 (2)运算法则： 平行四边形 定则 四、电场线 1特点 (1)电场线从 正电荷 或 无限远处 出发，终止于 无限远处或负电荷 ； (2)电场线在电场中不相交； 【 精品教
5、育资源文库 】 (3)在同一电场里，电场线 越密 的地方场强越大； (4)电场线上某点的切线方向表示该点的 场强方向 ； (5)沿电场线方向电势逐渐 降低 ； (6)电场线和等势面在相交处 相互垂直 2几种典型电场的电场线 (如图 1) 图 1 自测 3 把检验电荷放入电场中的不同点 a、 b、 c、 d，测得的检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 之间的函数关系图象如图 2 所示，则 a、 b、 c、 d 四点场强大小的关系为 ( ) 图 2 A EaEbEcEd B EaEbEdEc C EdEaEbEc D EcEaEbEd 答案 D 【 精品教育资源文库 】 命题点一 库仑定律的理
6、解和应用 1库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用 2对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷， r 为球心间的距离 3对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图 3 所示 图 3 (1)同种电荷： F kq1q2r2 ； (2)异种电荷： F kq1q2r2 . 例 1 如图 4 所示，把 A、 B 两个相同的导电小球分别用长为 0.10 m 的绝缘细 线悬挂于 OA和 OB两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触，棒移开后将悬点 OB移到 OA点固定两球接触后分开，平衡时距离为 0.12 m已测得每个小球质量均为 8.010 4 kg，带电小球可视为点电荷，重力
7、加速度 g 10 m/s2，静电力常量 k 9.010 9 Nm 2/C2，则下列说法错误的是 ( ) 图 4 A两球所带电荷量相等 B A 球所受的静电力为 1.010 2 N C B 球所带的电荷量为 4 610 8 C D A、 B 两球连线中点处的电场强度为 0 答案 B 解析 两相同的小球接 触后电荷量均分，故两球所带电荷量相等，选项 A 正确；由几何关系可知，两球分开后，悬线与竖直方向的夹角为 37 ，如图所示， A 球所受的静电力 Fmgtan 37 8.010 4100.75 N 6.010 3 N，选项 B 错误；根据库仑定律得， FkqAqBl2 kq 2Bl2，解得 qB
8、Fl2k 6.010 30.12 2910 9 C 4 610 8 C，选项 C 正确 ； A、 B【 精品教育资源文库 】 两球带等量的同种电荷，故在 A、 B 两球连线中点处的电场强度为 0，选项 D 正确 变式 1 下列说法正确的是 ( ) A库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B根据 F kq1q2r2 ，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C若点电荷 q1的电荷量大于 q2的电荷量，则 q1对 q2的静电力大于 q2对 q1的静电力 D所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 答案 D 解析 库仑定律适用于点电荷，点电荷是一个理想化的模型，当两个带电体间的
9、距离远大于两个带电体的直 径时，带电体就可以看成点电荷，因此带电体不一定是体积很小的球体， A错误；当两个带电体间的距离太小甚至趋近于零时，带电体就不能看成点电荷了，库仑定律就不再适用了， B 错误；根据库仑定律 F kq1q2r2 及牛顿第三定律，无论谁带电荷量多，谁带电荷量少，两个电荷间的作用力是大小相等的， C 错误；元电荷是一个基本电荷量，任何带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍， D 正确 变式 2 如图 5 所示，完全相同的两个金属球 A、 B 带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是 F.现让第三个完全相同 的不带电的金属小球先后与 A、 B 两球接触后移开这时
10、， A、 B 两球之间的相互作用力的大小是 ( ) 图 5 A.F8 B.F4 C.3F8 D.3F4 答案 A 解析 A、 B 两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，设它们带的电荷量分别为 q、 q.当第三个不带电的 C 球与 A 球接 触后， A、 C两球带电荷量平分 ，每个球带电荷量为 q1 q2，当再把 C 球与 B 球接触后，两球的电荷先中和再平分，每球带电荷量 q2 q4.由库仑定律 F【 精品教育资源文库 】 kq1q2r2 知，当移开 C 球后， A、 B 两球之间的相互作用力的大小变为 F F8， A 项正确 【 精品教育资源文库 】 变式 3 如图 6 所示，在绝缘的光滑
11、水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，由静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是 ( ) 图 6 A速度变大，加速度变大 B速度变小，加速度变小 C速度变大，加速度变小 D速度变小，加速度变大 答案 C 解析 同种电荷相互排斥，两球远离，库仑力减小，加速度减小，库仑力做正 功，小球动能增大，速度增大，故选项 C 正确 命题点二 电场强度的理解及叠加 电场强度的大小既可以用公式计算，也可以用电场线的疏密程度表示，电场越强的地方，电场线越密；电场强度是矢量，它的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同，即沿着电场线的切线方向 例 2 如图 7 所示，真空中 O 点有一点电
12、荷，在它产生的电场中有 a、 b 两点， a 点的场强大小为 Ea，方向与 ab 连线成 60 角， b 点的场强大小为 Eb，方向与 ab 连线成 30 角关于 a、 b 两点场强大小 Ea、 Eb的关系，以下结论正确的是 ( ) 图 7 A Ea Eb3 B Ea 3Eb C Ea 33 Eb D Ea 3Eb 答案 D 解析 由题图可知， rb 3ra，再由 E kQr2可得 EaEb rb2ra231，故 D 正确 变式 4 (2017 嘉兴市质检 )如图 8 所示，把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，头发屑就按照电场强度的方向排列起来，模拟出电场线的分布情况根 据图中实验现象，下列说法
13、正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 8 A电场线是实际存在的线 B图中模拟的是异号电荷的电场线分布情况 C图中没有头发屑的地方就没有电场 D图中可判断左侧接线柱一定接电源正极 答案 B 解析 电场线是为形象地描述电场的特点而引入的、实际上并不存在的线，故 A 错误；根据电场线的特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止，可知题图中实验现象模拟的是异号电荷的电场线分布情况，故 B 正确；没有头发屑的地方也存在电场，不可能把每条电场线都画出来，故 C 错误；电场线从正电荷出发到负电荷终止，由于该模拟实验不能表 现出电场的方向，不知道哪端是正电荷，哪端是负电荷，所以不能判断出电源的正极，故
14、D 错误 变式 5 A、 B 是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从 A 点沿电场运动到 B 点，其 v t 图象如图 9 所示，则此电场的电场线分布可能是下图中的 ( ) 图 9 答案 D 解析 根据题图 v t 图象，带电粒子的加速度逐渐增大，电场强度逐渐增大，速度逐渐减小，速度方向与电场强度方向相反，选项 D 正确 变式 6 (2017 温州市质检 )如图 10 所示， A、 B、 C 三点在同一直线上，且 AB BC，在 A处固定一电荷量为 Q 的点电荷当在 B 处放一电荷量为 q 的试探电荷时，它所受到的电场力为 F；移去 B 处电荷，在 C 处放电荷量为 4q 的试探电荷，其所受电场力大小为 ( ) 图 10 【 精品教育资源文库 】 A F B 2F C 4F
