高三物理综合复习讲义静电场Word文件下载.docx

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物体带电的实质是物体得到或失去电子。

7．电荷守恒定律：

电荷既不能创造，也不能消灭，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，在转移过程中电荷总量保持不变．

7．库仑定律：

（1）适用条件：

真空中，

点电荷

（2）公式：

。

静电力常量k=9.0×

109N·

m2/C2。

说明：

两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力一定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．

均匀带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．

微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽略不计，电荷在电场中受力分析时，一般情况下物体的重力不计．

【典型例题】

例1下列说法中正确的是（C）

A．点电荷就是体积很小的带电体

B．据

可知，当r→0时，F→∞

C．两个相同的、球心距离为r的金属球，带有等量同种电荷Q时的库仑力

D．两个点电荷的电荷量不变，只使它们之间的距离成为原来的一半，则它们之间的库仑力变为原来的2倍．

例2两个完全相同的金属小球带有正、负电荷，相距一定的距离，先把它们相碰后置于原处，则它们之间的库仑力和原来相比将（D）

A．变大B．变小C．不变D．以上情况均有可能

例3如图1.1-1所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，A与B、B与C相距L，A带电QA=+8q，B带电QB=+q．若在C上加一水平向右的恒力F，能使A、B、C三球始终保持相对静止．则外力F的大小如何?

C球所带电荷量是多少?

电性如何?

例4一半径为R的绝缘球壳上均匀地带电量＋Q，另一电量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷所受的力为零，现在球壳上挖去半径为r（r<

<

R）的一个小圆孔（如图1.1-2），则此时置于球心的点电荷所受力的大小为________（已知静电力常量为k），方向______．

例5如图1.1-3所示，在光滑绝缘的水平面上固定一个金属小球A，用绝缘弹簧把A与另一个金属小球B连接起来，然后让A和B带等量同种电荷，此时弹簧伸长量为x0，如果由于某种原因，A、B两球电量各漏掉一半，伸长量变为x，则x与x0的关系一定满足（　　）

A．x=x0/2B．x=x0/4C．x＞x0/4D．x＜x0/4

【巩固练习】

1．关于点电荷的说法中错误的是（C）

A．真正的点电荷是不存在

B．点电荷是一种理想化的物理模型

C．小的带电体就是点电荷

D．形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体

2．两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷，相互斥力为3F，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（D）

A．0

B．F

C．3F

D．4F

3．如图1.1-4所示，质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β（α＞β），两小球恰在同一水平线上，那么（）

A．两球一定带异种电荷

B．q1一定大于q2

C．m1一定小于m2

D．m1所受库仑力一定大于m2所受的库仑力

4．两点电荷A、B带电量qA＞qB，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（）

A．同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧

B．同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧

C．异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧

D．异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧

5．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F．若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的

，它们间的距离变为2r，则它们之间的静电引力将变为（B）

A．

B．

C．

D．

6．两个相同的金属小球，带电荷量之比为1:

7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（）

7．如图1.1-5所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是TA、TB，现在使A、B带同种电荷，此时上、下细线受力分别为TA′、TB′，则（）

A．TA′=TA，TB′>

TB

B．TA′=TA，TB′<

C．TA′<

TA，TB′>

TB

D．TA′>

TA，TB′<

TB

8．真空中两个同种点电荷Q1和Q2，它们相距较近，使它们保持静止状态今释放Q2，且Q2只在Q1的库仑力作用下运动，则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是（）

A．速度不断变大，加速度不断变大

B．速度不断变大，加速度不断变小

C．速度不断变小，加速度不断变大

D．速度不断变小，加速度不断变小

9．三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置多大的电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零?

10．如图1.1-6所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，B平衡于绝缘的倾角为30°

的光滑斜面上时，恰与A等高，若B的质量为

，则B带电荷量是多少?

（g取10m/s2）

11．如图1.1-7所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量均为m，相距均为L，若三球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用于C球，使三者一起向右匀速运动．求：

（1）F的大小；

（2）C球的电性和电量．

二、电场力的性质

1．电场：

（1）电场：

带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．

（2）电场最基本的性质：

对放入电场中的电荷有电场力的作用．

（3）电场力：

放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．

2．电场强度E——描述电场力的性质的物理量

（1）定义：

放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．

（2）定义式：

．

（3）物质性：

电场是电荷周围客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．

（4）客观性：

场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身决定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q无关，与检验电荷所受的电场力F无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依然是原有的值．

（5）矢量性：

电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．

（6）场强大小判断：

a．根据电场力判断：

b．根据电场线判断：

只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．

c．根据匀强电场中电势差判断：

E=U/d

（7）电场强度的计算：

（定义式，适用于任何电场）

（只适用于真空中点电荷产成的电场）

（只适用于匀强电场）

3．电场线——电场的形象描绘

在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，这些曲线就叫做电场线．

（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．

（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．

（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．

（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷（或无穷远处）发出，终止于负电荷（或无穷远处）．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．

（5）电场线不会相交．

4．电场的叠加：

同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．

例1如图1.2-1，A为带正电荷Q的金属板，沿金属板的垂直平分线在距离板r处放一质量为m、电量为q的小球，小球受水平向右的电场力作用而偏转θ角后静止．设小球是用绝缘丝线悬挂于O点，求小球所在处的电场强度．

例2如图1.2-2所示，用金属丝AB弯成半径r=lm的圆弧，但在A、B之间留出宽度为d=2cm、相对来说很小的间隙．将电荷量Q=3．13×

10-9C的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心O处的电场强度．

例3如图1.2-3所示，相距为2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为+Q和-Q．在AB连线的中垂线上取一点P，垂足为O，∠PAO=

，求：

（1）P点的场强的大小和方向；

（2）

为何值时，场强最大?

例4在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷+q放在d点恰好平衡（如图1.2-4所示）．

（1）匀强电场场强E的大小、方向如何?

（2）检验电荷+q放在点c时，受力Fc的大小方向如何?

（3）检验电荷+q放在b点，受力Fb的大小、方向如何?

例5法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场．图1.2-5为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是（）

A．a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量

B．a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量

C．a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量

D．a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量

例6把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面说法正确的是（）

A．点电荷运动轨迹必和电场线重合

B．点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致

C．点电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直

D．点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致

【巩固练习】_________班姓名_______________

1．下列关于电场线的说法中，正确的是（D）

A．电场线是电场中实际存在的线

B．在复杂电场中的电场线是可以相交的

C．沿电场线方向，场强必定越来越小

D．电场线越密的地方．同一试探电荷所受的电场力越大

2．在如图1.2-6所示的电场中的P点放置一正电荷，使其从静止开始运动，其中加速度逐渐增大的是图中的（B）

3．如图1.2-7甲所示，AB是一点电荷电场中的电场线，图1.2-7乙是放在电场线上a、b处的检验电荷所受电场力大小与所带电荷量大小间的函数关系图象，由此可判定（）

A．如果场源是正电荷，位置在A侧

B．如果场源是正电荷，位置在B侧

C．如果场源是负电荷，位置在A侧

D．如果场源是负电荷，位置在B侧

4．如图1.2-8所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两点的场强，则（D）

A．A、B两点的场强方