第九章 静电场 第43课时　电场力的性质　双基落实课学生用

第43课时电场力的性质[双基落实课]（人教版必修第三册P15）如图所示为正、负点电荷的电场线分布图。判断下列说法的正误：（1）点电荷就是带电荷量很小的电荷。（）（2）根据F＝kq1q2r2，当r→0时，F→（3）在点电荷形成的电场中，沿电场线方向场强一定越来越小。（）（4）以点电荷为球心，以r为半径的球面上各点的场强都相同。（）（5）点电荷周围场强大小相同的点一定分布在以点电荷为球心的同一球面上。（）考点一库仑定律与电荷守恒定律的理解[素养自修类]1.【库仑定律的理解】如图所示，两个带电金属球（半径R）中心距离为r，r＝3R，带电荷量相等均为Q，则关于它们之间的静电力F大小的说法正确的是（）A.若是异种电荷F＜kQ2r2 B.若是同种电荷FC.若是异种电荷F＞kQ2r2 D.不论是何种电荷F2.【库仑定律与电荷守恒定律的综合】如图所示，真空中A、B两点分别固定两个相同的带电金属小球（均可视为点电荷），所带电荷量分别为＋Q和－5Q，在A、B的延长线上的C点处固定一电荷量为q的电荷，该电荷受到的静电力大小为F1，已知AB＝BC。若将两带电金属小球接触后再放回A、B两处时，电荷受到的静电力大小为F2，则F1F2为A.2110 B.C.1910 D.1.应用库仑定律的三点提醒（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）不能根据公式错误地认为r→0时，静电力F→∞；因为当r→0时，两个带电体已不能看作点电荷了。2.电荷分配规律：两个完全相同的带电导体相互接触后再分开时总带电荷量均分，即Q1'＝Q2'＝Q1＋Q22，注意：计算时Q1考点二静电力作用下的平衡与加速问题[多维探究类]考法一静电力作用下的平衡问题【典例1】如图所示，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带电荷量为＋q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上。当小球A平衡时，悬线沿水平方向。已知lOA＝lOB＝l，静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球均可视为点电荷，则关于小球A的电性及带电荷量qA的大小，下列选项正确的是（）A.正电，22mgl2kqC.负电，22mgl2kq听课记录【解题技法】“四步”解决库仑力作用下的平衡问题考法二三个自由点电荷的平衡问题【典例2】如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在静电力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为（）A.正，B的右边0.4m处 B.正，B的左边0.2m处C.负，A的左边0.2m处 D.负，A的右边0.2m处听课记录【解题技法】“三个自由点电荷平衡”的模型（1）平衡条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零，即每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。

（2）模型特点考法三静电力作用下的加速问题【典例3】如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m的小球A、B，两小球带异种电荷。将方向水平向右、大小为F的力作用在B上，当A、B间的距离为L时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左的力作用在A上，欲使两小球间的距离保持为2L并相对静止，则外力的大小应为（）A.116F B.18C.14F D.1听课记录【解题技法】静电力作用下的加速问题的求解思路该类问题的分析方法与力学中加速问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多分析一个静电力。具体步骤如下：考点三电场强度与电场线[素养自修类]1.【点电荷周围电场强度的计算】真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示。忽略A、B间的作用力。下列说法正确的是（）A.B点的电场强度大小为0.25N/CB.A点的电场强度的方向沿x轴负方向C.点电荷Q的位置坐标为0.3mD.点电荷Q是正电荷2.【两等量点电荷的电场线分布】（多选）电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（）A.E、F两点电场强度相同B.A、D两点电场强度不同C.B、O、C三点，O点电场强度最小D.从E点向O点运动的电子所受静电力逐渐减小1.电场强度的三个公式的比较2.两种等量点电荷的电场分布特点比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O点最小，但不为零O点为零中垂线上的电场强度O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称位置的电场强度A与A'、B与B'、C与C'等大同向等大反向

考点四电场强度的叠加[多维探究类]1.电场强度叠加遵循的规律（如图所示）2.求解非点电荷带电体的场强的“四种巧法”对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化填补法将有缺口的带电圆环补为完整圆环，或将半球面补为完整球面，然后再应用对称的特点进行分析，有时还要用到微元思想微元法将带电体分成许多电荷元，每个电荷元看成点电荷，先根据点电荷场强公式求出每个电荷元的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景考法一点电荷的电场强度叠加【典例4】（2023·湖南高考5题）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为零，q＞0，则三个点电荷的电荷量可能为（）A.Q1＝q，Q2＝2q，Q3＝q B.Q1＝－q，Q2＝－433q，Q3＝－C.Q1＝－q，Q2＝2q，Q3＝－q D.Q1＝q，Q2＝－433q，Q3＝听课记录考法二对称法求解电场强度【典例5】（2022·山东高考3题）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（）A.正电荷，q＝QΔLπR B.正电荷C.负电荷，q＝2QΔLπR D.听课记录考法三“填补法＋等效法”求解电场强度【典例6】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（）A.kq2R2－EC.kq4R2－E D.听课记录