友谊中学高二物理电场专用

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第九章 电场
考点38 电场的力的性质

△考纲要求△
真空中的库仑定律、电场强度、电场线、点电荷的场
强、匀强电场、电场强度的叠加属于Ⅱ类要求，两种电荷、
电荷守恒属Ⅰ类要求.
☆考点透视☆
1．电荷及电荷守恒定律
⑴自然界中只有正负两种电荷，元电荷 e=1.6×10
-19
C．
⑵物体带电方法有三种：①摩擦起电；②接触起电；③
感应起电．
⑶电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，它
只能从一个物体转移到另一物体，或从物体的这一部分转
移到另一部分，在转移过程中电荷的总量不变．
⑷两完全相同的金属球接触后分开应平分它们原带净
电荷的电量．
2．真空中库仑定律
⑴内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电
量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用
力的方向在它们的连线上．
⑵公式：
2
2 1
r
Q Q
k F 
.(
2 2 9
10 9

   C m N k ，叫静电力恒量)
⑶适用条件：①真空中②点电荷：如果带电体间的距
离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状和大小对
相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看
作是点电荷。
⑷两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力．
3．电场强度、电场线
⑴电场：带电体周围客观存在的一种物质，是电荷间
相互作用的媒体．
⑵电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力
跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，定义式
方向：正电荷在该点的受力方向，是矢量．
① 适用于任何电场，电场中某点的场强是确定
值，其大小和方向与检验电荷 q 无关．检验电荷 q 充当“测
量工具”的作用．
②
2
r
Q
k E 
是真空中点电荷所形成的电场的决定式．
E 由场源电荷 Q 和场源电荷到某点的距离 r 决定．
③
d
U
E  是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电
场，注意式中 d 为两点间沿电场方向的距离．
④电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共
同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独
存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和．
⑶电场线：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负
电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的
场强方向一致，这些曲线叫电场线．
①电场线是起源于正电荷(或无穷远处)，终止于负电荷
(或无穷远)的有源线．
②电场线的疏密反映电场的强弱；电场线不相交．
③电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹，只有当电
场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线时，
运动轨迹才与电场线重合．
⑷匀强电场：在电场中，如果各点的场强的大小和方
向都相同，这样的电场叫匀强电场．匀强电场中的电场线
是间距相等且互相平行的直线．
●难点释疑●
1.电场强度的叠加
注意场强的矢量性。空间某点的电场强度等于各点点
电荷单独存在时在该点场强的矢量和。
2.带电粒子在电场中的力学问题
和之前的力学问题的分析一样，只不过多了个电场力。
◎命题趋势◎
本单元的库仑定律、电场强度及电场线也是近年高考
命题的热点内容之一。本单元内容抽象，应重点加强对电
场有关基本概念的理解和灵活应用，准确把握各概念的区
别，正确运用电场线、等势面等形象化模型描述和分析电
场，还要具备在正确理解知识的基础上培养逻辑推理能力．
※典型例析※
【例 1】如图 A-9-38-1 所示，半径相同的两个金属球 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．今让第三个半径相同
的不带电的金属小球先
后与 A、B 两球接触后移
开．这时，A、B 两球之
间的相互作用力的大小
是( )
A．F/8 B．F/4 C．3F/8 D．3F/4
【解析】A、B 两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，
因而它们的带电量分别为±
q
．当第三个不带电的 C 球与 A
球接触后，A、C 两球带电量平分，假设每球带电量为
2
q
q    ．当再把 C 球与 B 球接触后，两球的电荷先中和，
再平分，每球带电量
4
q
q    
．由库仑定律
2
2 1
r
Q Q
k F 
知，
当移开 C 球后由于r 不变．所以 A、B 两球之间的相互作
用力的大小是
8
F
F  
．
【例 2】如图 A-9-38-2 所示，q
1
、q
2
、q
3
，分别表示在
一条直线上的三个点电荷，已知 q
1
与 q
2
之间的距离为 L
1
，
q
2
与 q
3
之间的距离为 L
2
，
且每个电荷都处于平衡状
态。
⑴如 q
2
为正电荷，则
q
1
为 电荷，q
3
为
电荷；
⑵q
1
、q
2
、q
3
三者电荷量之比是 : : 。
【解析】⑴因每个电荷都处于平衡状态，则对 q
1
而言，
q
3
对 q
1
的作用力应与 q
2
对 q
1
的作用大小相等，方向相反，
所以 q
3
与 q
2
电性必相反，即 q
3
应为负电荷；同理，就 q
3
图 9-6
图 9-17
图 9-15
图 9-14
图 9-11
- +

ⅡⅠ
左 B E D C
A 右
G
图 9-13

图 A-9-38-1