1、第1课时 电场的力的性质考点一库仑定律的理解和应用1适用条件：仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作用虽然从数学角度讲由r0能得出F的结论，但从物理学的角度分析，这一结论是错误的，因为r0时，两电荷已不能再看作点电荷了2库仑力的大小计算：计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力3综合应用：库仑力参与的受力分析与我们在前面学习的受力分析思路和方法相同，应用时要注意结合库仑力的特点进行受力分析两个电荷间的平衡问题可以应用共点力平衡的所有规律进行分析和讨论
2、，库仑力作用下的动力学问题类型特征与牛顿运动定律中的题型相同【例1】(2016潍坊模拟)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()A.13 B.33C3 D.3解析：设等边三角形的边长为 a，由几何知识可知，BDacos 3023 33 a，以 B 为研究对象，由平衡条件可知，kQ2a2 cos 302kQqBD2，解得Qq 3，D 正确 答案：D规 律 总 结处理点电荷的平衡问题及动力学问题的方法(1)确定研究对
3、象如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”(2)对研究对象进行受力分析，多了库仑力 FkQ1Q2r2.(3)列平衡方程(F 合0 或 Fx0，Fy0)1(多选)(2016临沂模拟)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为 0.1 kg 的小球A悬挂到水平板的MN两点，A上带有Q3.0106 C的正电荷两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g10 m/s2，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，AB球可视为点电荷)则()A支架对地面的压力大小为2.0
4、 NB两线上的拉力大小F1F21.9 NC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小为F11.225 N，F21.0 ND将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866 N解析：对 B 和支架分析可知，受到竖直向下的重力，和 A 对 B 竖直向上的库仑力，故对地面的压力为 FNGB 支kQAQBr22 N0.9 N1.1 N，A 错误；对 A 分析，A 受到竖直向下的重力，竖直向下的库仑力，两线上的拉力，三力的夹角正好是 120，处于平衡状态，所以 F1F2GAkQAQBr21.9 N，B 正确；将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，则两小球的距离变为 r0.
5、3sin 30 m0.6 m，故有 F1sin 30F2sin 30mgF 库sin300，F1cos 30F2cos 30F 库cos 300，F 库kQ2r2，解得 F11.225 N，F21.0 N，C 正确；将 B 移到无穷远处，两小球之间的库仑力为零，则两线上的拉力大小 F1F2GA1 N，D 错误 答案：BC考点二电场强度的叠加与计算1场强的公式三个公式EFq适用于任何电场与检验电荷是否存在无关EkQr2适用于点电荷产生的电场Q为场源电荷的电荷量EUd适用于匀强电场U为两点间的电势差，d为沿电场方向两点间的距离2电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独
6、在该处所产生的电场强度的矢量和(2)运算法则：平行四边形定则【例2】(2015廊坊模拟)如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L2.0 m若将电荷量均为q2.0106C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向解析：根据库仑定律、点电荷的场强公式结合平行四边形定则求解(1)根据库仑定律，A、B 两点电荷间的库仑力大小为 Fkq2L2，代入数据得 F9.0103 N(2)A、B 点电荷在 C 点产生的场强大小相等，均为 E1k qL2，A、B 两点电荷形成的电场在 C
7、 点的合场强大小为 E2E1 cos 30.由式并代入数据得 E7.8103 N/C，场强 E 的方向沿 y 轴正向 答案：(1)9.0103 N (2)7.8103 N/C 方向沿 y 轴正向方 法 点 拨电场叠加问题的求解方法(1)确定要分析计算的位置(2)分析该处存在几个分电场，先计算出各个分电场电场强度的大小，判断其方向(3)利用平行四边形定则作出矢量图，根据矢量图求解2(2016济南模拟)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，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
8、强的大小和方向分别为()A.3kQ4a2，沿 y 轴正向 B.3kQ4a2，沿 y 轴负向C.5kQ4a2，沿 y 轴正向D.5kQ4a2，沿 y 轴负向解析：因正电荷在 O 点时，G 点的场强为零，则可知两负电荷在 G 点形成的电场的合场强为 E 合kQa2；若将正电荷移到 G 点，则正电荷在 H 点的场强为 E1kQ（2a）2kQ4a2，因两负电荷在 G 点的场强与在 H 点的场强等大反向，则 H 点的合场强为 EE 合E13kQ4a2，方向沿 y 轴负向；故选 B.答案：B考点三对电场线的理解及应用1判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向2判断电场力的方向正电
9、荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反3判断电场强度的大小(定性)电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小4判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向【例3】(2015孝感模拟)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图中可能正确的是(
10、忽略重力和空气阻力)()解析：因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与电场线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向和力的方向所夹的区域内从轨迹上找几个点判断一下，只有A项符合故A项正确 答案：A规 律 总 结电场线与轨迹判断方法(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，是题意中相互制 约的三个方面若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三
11、不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况(3)一般为定性分析，有时涉及简单计算3(2016西安模拟)实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受静电力作用)，则()Aa一定带正电，b一定带负电B静电力对a做正功，对b做负功Ca的速度将减小，b的速度将增大Da的加速度将减小，b的加速度将增大解析：由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，选项A错；静电力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，选项B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，静电力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大
12、，选项D正确 答案：D三电荷平衡问题1模型构建(1)三个点电荷共线(2)三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他外力(3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等，方向相反，为一对平衡力方 法 技 巧思 维 提 升2模型规律(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典例 如图所示三个点电荷q1、q2、q3在一条直线上，q2和q3的距离为q1和q2距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1q2q3为()A(9)4(36)B9436C(3)2(6)D326思路导引解析：由三电荷平衡模型的特点“两同夹异”可知，q1 和 q3 为同种电荷，它们与 q2 互为异种电荷，设 q1 和 q2 距离为 r，则 q2 和q3 的距离为 2r，对于 q1 有kq2q1r2 kq1q3()3r 2，则有q2q319，对 q3 有kq1q3()3r 2kq2q3（2r）2，所以q1q294，考虑到各电荷的电性，故 A 正确 答案：A
