第1节电场力的性质节次考纲命题规律第1节电场力的性质电荷、电荷守恒定律高考对本章知识的考查主要以选择题为主，计算题常与其他知识综合考查，主要考点有：1.描述电场的物理量和规律；2.牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题；3.带电粒子在电场中的加速、偏转等问题.静电现象点电荷库仑定律静电场电场线电场强度、点电荷的场强第2节电场能的性质电势能、电势、等势面电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系第3节电容器与电容带电粒子在电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动电容、电容器第1节电场力的性质知识点1物质的电结构及电荷守恒定律1物质的电结构构成物质的原子本身包括：带正电的质子和不带电的中子构成原子核，核外有带负电的电子，整个原子对外界较远位置表现为电中性2元电荷最小的电荷量，其值为e1.601019C.其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍3电荷守恒定律(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知识点2点电荷及库仑定律1点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身的形状和大小对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷2库仑定律知识点3电场电场强度及电场线1电场基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用2电场强度(1)定义式：E，适用于任何电场，是矢量，单位：N/C或V/m.(2)点电荷的场强：E，适用于计算真空中的点电荷产生的电场(3)方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向(4)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和3电场线(1)特点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；电场线在电场中不相交；在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；沿电场线方向电势逐渐降低；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图6111正误判断(1)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等()(2)根据Fk，当r0时，F.()(3)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比()(4)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向()(5)在真空中，电场强度的表达式E中的Q就是产生电场的点电荷()(6)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同()2(对库仑定律适用条件的理解)两个半径为1 cm的导体球分别带上Q和3Q的电量，两球心相距90 cm时相互作用力为F，现将它们碰一下后放在球心间相距3 cm处，则它们的相互作用力大小为() 【导学号：96622100】A300FB1 200FC900FD无法确定【答案】D3(对电场线的理解)关于电场线的下列说法中，正确的是()A电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B沿电场线方向，电场强度越来越小C电场线越密的地方，同一试探电荷所受电场力就越大D在电场中，顺着电场线移动电荷，电荷受到的电场力大小恒定【答案】C4(对电场强度公式的理解)(多选)下列关于电场强度的两个表达式E和E的叙述，正确的是()【导学号：96622101】AE是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量BE是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的电场力，q是放入电场中的电荷的电荷量，它适用于任何电场CE是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式Fk，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小【答案】BCD5(对点电荷场强公式的理解)在真空中有一点电荷形成的电场，离该点电荷距离为r0的一点，引入一电量为q的检验电荷，所受电场力为F，则离该点电荷为r处的场强大小为()A.B.C.D.【答案】B核心精讲1对库仑定律的两点理解(1)Fk，r指两点电荷间的距离对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距(2)当两个电荷间的距离r0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大2解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力具体步骤如下：师生共研(多选)(2014浙江高考)如图612所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，则()图612A小球A与B之间库仑力的大小为B当时，细线上的拉力为0C当时，细线上的拉力为0D当时，斜面对小球A的支持力为0【合作探讨】(1)A球最多受几个力的作用？提示：最多受重力、斜面的支持力、细线的拉力和B对A的库仑力，共4个力的作用(2)细线的拉力为零的条件是什么？提示：除细线的拉力外，其余3个力的合力为零(3)斜面对A球的支持力可能为零吗？提示：不可能，因为其余力不能平衡AC根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为F，选项A正确；当细线上的拉力为0时，小球A受到库仑力、斜面支持力、重力，由平衡条件得mgtan ，解得，选项B错误，C正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，选项D错误题组通关1如图613所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为() 【导学号：96622102】图613AF引G，F库kBF引G，F库kCF引G，F库kDF引G，F库kD万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点因此，可以应用万有引力定律对于a、b两带电球壳，由于两球心间的距离l只有半径的3倍，表面的电荷分布并不均匀，不能把两球壳看成相距l的点电荷，故D正确2在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图614所示，现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为()图614A.B.C3 D.D设三角形边长为a，由几何知识可知，acos 30a，以B为研究对象，由平衡条件可知，cos 302，解得：，D正确核心精讲1电场强度的三个公式的比较表达式EEkE公式意义电场强度定义式 真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场真空点电荷 匀强电场决定因素由电场本身决定，与试探电荷q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定2.电场的叠加(1)叠加原理多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和(2)运算法则平行四边形定则3计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成的方法(2)平衡条件求解法(3)对称法(4)补偿法(5)等效法师生共研考向1电场强度公式的应用A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷当在A处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为()AB.CF DFB设A处电场强度为E，则FqE；由点电荷的电场强度公式E可知，C处的电场强度为，在C处放电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为F2q，选项B正确考向2电场强度的叠加直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图615所示M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零静电力常量用k表示若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()图615A.，沿y轴正向B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向D.，沿y轴负向【解题关键】关键信息信息解读Q在O点时，G点处的电场强度恰好为零M点、N点、O点三处电荷在G点处的合场强E0Q在G点时，H处的场强大小和方向求M点、N点、G点三处电荷在H处的合场强B处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1k，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2E1k，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3E2k，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4k，方向沿y轴正向，所以H点的场强EE3E4，方向沿y轴负向求电场强度的两种特殊方法1对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，这都可采用对称法求解2微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量题组通关3如图616所示，真空中O点有一点电荷，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()【导学号：96622103】图616AEa BEaEbCEaEb DEa3EbD由题图可知，rbra，再由E可得，故D正确4如图617所示，以O为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心O处产生的电场强度大小为E.现改变a处点电荷的位置，关于O点的电场强度变化，下列叙述正确的是()图617A移至c处，O处的电场强度大小不变，方向沿OeB移至b处，O处的电场强度大小减半，方向沿OdC移至e处，O处的电场强度大小减半，方向沿OcD移至f处，O处的