《高三物理寒假讲义》专题16 电场力的性质（讲义）

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专题 16 电场力的性质（讲义）
一、核心知识
一、电荷及电荷守恒定律
1．元电荷、点电荷
(1)元电荷：
e
＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷
的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同．
(2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．
2．静电场
静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，其基本特征是对放入其中的电荷具有力的作用．
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．
4．感应起电：感应起电的原因是电荷间的相互作用，或者说是电场对电荷的作用．
(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
(2)当有外加电场时，电荷向导体两端移动，出现感应电荷，当无外加电场时，导体两端的电荷发生
中和．
二、库仑定律
1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离
的二次方成反比．作用力的方向在它们的连线上．
2．表达式：
F
＝
k
，式中
k
＝9.0×109 N·m2/C2，叫静电力常量．
3．适用条件：真空中的点电荷．
1
4．对库仑定律的两点理解
(1)F＝k，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 r→0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．
5．电荷均分原理
(1)适用于材料、大小、形状完全相同的导体球．
(2)两导体球接触一下再分析，如果两导体球带同种电荷，总电荷量直接平分；如果两导体球带异种电
荷，则先中和再平分．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
三、电场强度、点电荷的场强
1．定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力
F
与它的电荷量
q
的比值．
2．定义式：
E
＝.单位：N/C 或 V/m
3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：
E
＝
k
.
4．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．
5．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，遵
从平行四边形定则．
6．三电荷平衡模型的规律
(1)“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上．
(2)“两同夹异”——正负电荷相互间隔．
(3)“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小．
(4)“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．　　
7．电场强度三个表达式的比较
2
8.求解电场强度的 4 种非常规思维方法
(1)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．
例如：一个点电荷＋
q
与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图
甲、乙所示．
(2)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．
例如：均匀带电的球壳在
O
点产生的场强，等效为弧
BC
产生的场强，弧
BC
产生的场强方向，又等效
为弧的中点
M
在
O
点产生的场强方向．
3
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