专题56静电场力的性质（解析版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十一章 静电场
专题 56 静电场力的性质
第一部分 知识点精讲
一、静电现象　电荷守恒定律
1．电荷
(1)两种电荷：自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异
种电荷相互吸引。
(2)电荷量：电荷的多少叫作电荷量，用 Q(或q)表示。在国际单位制中，它的单位是
库仑，简称__库__，符号是 C。正电荷的电荷量为__正__值，负电荷的电荷量为__负__值。
(3)元电荷：通常把 e＝1.60 × 10 －
19
C 的电荷量叫做元电荷。
【特别提醒】元电荷是最小的电荷单位，不是电子或质子，也不是点电荷，任何带电
体的电荷量都是元电荷的整数倍，说明电荷量是不连续的。
2．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)三种起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)物体带电的实质：物体带电的实质是电子的得失。
二、库仑定律
1．点电荷
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。
【特别提醒】点电荷是理想化模型，是实际带电体的抽象简化。
2．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，叫做静电力常量。
(3)适用条件：①真空中；②点电荷。
【特别提醒】均匀带电的绝缘球可以视为点电荷，而距离较近的带电导体球不能视为
点电荷，因为导体球距离较近时表面所带电荷不是均匀分布的。
3. 对库仑定律的理解
（1）．库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用。
（2）．公式 F＝k中的 r指两点电荷间的距离：
(i)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。
(ii)对于两个带电金属球，当距离较近时要考虑表面电荷的不均匀分布情况，如图所示。
① 同种电荷：F＜k；②异种电荷：F＞k。
（3）不能根据库仑定律公式错误地认为 r →0时，库仑力 F→∞，因为当 r →0时，两
个带电体已不能看做点电荷了。
4.库仑定律应用
（1）．在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量
的绝对值计算库仑力的大小。
（2）．作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷
连线方向。
（3）．两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相
反。
（4）．库仑力存在极大值，由公式 F＝k可以看出，在两带电体的间距及电量
之和一定的条件下，当 q1＝q2时，F最大。
（5）．两导体球间库仑力可应用公式进行定性比较。用 r表示两球球心之间的
距离，则当两球带同种电荷时，F<k；当两球带异种电荷时，F>k。
三、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＝，单位：N/C 或V/m。
【特别提醒】E＝为比值定义法，电场强度是描述电场力的性质的物理量，与放入的
试探电荷无关。
(2)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。
(3)点电荷的电场强度：E＝k，适用于计算真空中的点电荷产生的电场。
(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)定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些有方
向的曲线，曲线上每点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的
强弱。
(2)电场线的特点
四。“三个自由点电荷平衡”的模型
(1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或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：
（3）三个点电荷的平衡问题处理方法
三个点电荷的平衡实质是每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相
反，或者两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零。该模型满足以下规律：
(i)“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；
(ii)“两同夹异”——正负电荷相互间隔；
(iii)“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；
(iv)“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
五、求解涉及库仑力作用下的共点力平衡问题的思路
该类平衡问题的分析方法与力学中平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的
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