2023届高三物理一轮复习讲义：第20讲 静电场

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第20 讲 静电场
知识图谱
电场力的性质
知识精讲
一．起电方式
1．三种起电方法：摩擦起电、接触起电和感应起电；
2．带电本质：各种起电方法都是把正、负电荷分开，使物体得到或者失去电子，而不是创造电荷；
3．中和：是等量异种电荷对外的作用互相抵消，而不是电荷被消灭。
二．电荷守恒定律
1．电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，它们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；在转移或转化的过程中，电荷的总量保持不变；
2．电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷；若两导体原来带异
种电荷，则电荷中和后，余下的电荷再二者平分。
三．库伦定律
1．真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟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： ；其中 为静电力常量， 。
四．电场
1．电荷的周围存在着一种特殊的物质，即电场的物质性；
2．基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力；
3．电荷的相互作用是通过电场发生变化的。
五．电场强度
1．定义：放入电场中的某点的电荷所受的电场力跟该电荷所带电量的比值称为电场强度，简称场强，符号为
E；
2．定义式： ，单位是 ，适用于任何电场；
3．特点：
（1）E的大小反映了电场中该点的电场强弱；
（2）规定正电荷在电场中该点受到的电场力方向为该点场强的方向；
（3）适用于任何电场，E与F、q无关，只取决于电场本身。
4．匀强电场：电场中场强大小处处相等，方向处处相同。
六．电场强度的合成
1．场强是矢量，合成与分解遵守平行四边形定则；
2．计算电场中某点场强的方法：
（1）分别计算各个电荷单独在该点产生的场强，再用平行四边形定则合成；
（2）先求出检验电荷在该点所受的电场力，由定义式求出合场强。
七．电场线
1．为了直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线叫电场线；
2．特点：
（1）电场线不是真实存在的，是一种假象的曲线；
（2）电场线每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致；
（3）电场线的疏密表示电场的强弱；
（4）在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不形成闭合曲线；
（5）空间中两条电场线不相交。
三点剖析
课程目标：
1.理解电荷守恒定律和库仑定律的内容
2.理解电场强度的概念，掌握电场强度和电场线的分析
3.熟练电场强度的叠加及计算
电荷守恒定律和库仑定律
例题 1、 如图所示，在带电荷量为＋Q的带电体 C右侧有两个相互接触的不带电的金属导体 A和B，它们均放在
绝缘支架上，若先将A、B分开，再移走C，则 A带________电，B带________电；若先移走C，再把 A、B分开，
则A、B________。
例题 2、 导体 A带5q 的正电荷，另一完全相同的导体 B带q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则 B导
体的带电量为（ ）
A.－qB.q C.2q D.4q
例题 3、 真空中两个完全相同、带异种电荷的导体小球A和B（视为点电荷），A带电荷量为＋3Q，B带电荷量
为－Q，彼此间的引力为 F．把两导体小球互相接触后再移回原来各自的位置，这时A和B之间的作用力为 F'，则
F与F′之比为（ ）
A.3︰1B.9︰1C.1︰3D.1︰9
随练1、 在静电感应实验中，取一对用绝缘柱支持的不带电导体 A和B，使它们彼此接触，把毛皮摩擦过的橡胶
棒C移近导体 A．在下列不同操作后判断导体 A和B的电性（填“带正电”、“带负电”、“不带电”）．
①把A和B分开，然后移去 C，此时 A__________，B__________；
②先移去 C，然后把 A和B分开，此时 A__________，B__________；
③用手摸一下 A，把 A和B分开，然后移去 C，此时 A__________，B__________．
随练2、 如图所示，被绝缘杆支撑的导体 A带正电，当带负电的导体 B靠近 A时，A带的（ ）
A.正电荷增加B.负电荷增加C.电荷数不变 D.正、负电荷均增加
随练3、 真空中两个静止点电荷间的静电力大小为 F．若电荷电量不变，两点电荷间的距离减小到原来的 ，则
两点电荷间的静电力大小为(　　)
A. B. C.4F D.2F
库仑力作用下的平衡问题
例题 1、 两个可自由移动的点电荷分别放在 A、B两处，如图所示，A处的电荷带正电 Q1，B处的电荷带负电
Q2，且Q2＝4Q1，现另取一个可以自由移动的点电荷 Q3，放在过 AB 的直线上，并使整个系统处于平衡状态，则(
)
A.Q3为负电荷，且位于 A的左方B.Q3为负电荷，且位于 B的右方
C.Q3为正电荷，且位于 AB 之间 D.Q3为正电荷，且位于 B的右方
例题 2、 如图，质量为 m的带电小球A用长L的绝缘细线悬挂于O点，带电小球B固定在 O点正下方绝缘柱上。
其中 O点与小球B的间距为 L，当小球A静止时，细线与竖直方向的夹角 θ＝30°。A、B间库仑力大小为_______
____。其他条件不变，改变B球的电荷量，当小球A再次平衡且细线与竖直方向的夹角 θ＝90°时，B球现在的电荷
量与原电荷量之比为___________。（重力加速度为 g）
随练1、 两条不等长的细丝线拴在同一点，另一端分别栓两个带同种电荷的小球，电荷量分别是 q1和q2，质量
分别是 m1和m2，当两小球位于同一水平面上时恰好静止，细线与竖直方向的夹角分别为 α和β．下列说法中正确
的是（ ）
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