1、第七章 静 电 场考 纲 要 求考 情 分 析物质的电结构、电荷守恒 电势能、电势静电现象的解释 电势差点电荷 匀强电场中电势差与电场强度的关系库仑定律 带电粒子在匀强电场中的运动静电场 示波管电场强度、点电荷的场强 常见电容器电场线 电容器的电压、电荷量和电容的关系1.命题规律从近几年高考试题来看，高考对本章内容主要以选择题的形式考查静电场的基本性质，以综合题的形式考查静电场知识与其他知识的综合应用。2.考查热点(1)电场的基本概念和性质；(2)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的应用；(3)带电粒子在电场中的加速、偏转等问题。第 35 课时 电荷守恒和库仑定律(双基落实课)命题者说
2、 学习本课时，要了解静电现象和物体带电的特点，理解电荷守恒定律，理解库仑定律和点电荷的概念。本课时虽然不是高考的重点考点，但掌握本课时内容，可以为复习后面知识打下坚实的基础。一、静电现象、电荷守恒1.电荷(1)三种起电方式：摩擦起电，接触起电，起电。(2)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，异种电荷相互。(3)元电荷：电荷的多少叫作电荷量，通常把 e1.61019 C的叫作元电荷。感应排斥吸引电荷量2对元电荷的理解(1)元电荷是自然界中最小的电荷量，任何带电体的电荷量都是元电荷的。(2)元电荷等于电子所带的电荷量，也等于质子所带的电荷量，但元电荷没有之分。(3)元电荷
3、不是点电荷，电子、质子等微粒也不是元电荷。3电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体到另一个物体，或者从物体的一部分到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持。整数倍正负转移转移不变1M 和 N 是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后 M 带正电荷1.61010 C，下列判断中正确的是()A在摩擦前 M 和 N 的内部没有任何电荷B摩擦过程中电子从 N 转移到了 MCN 在摩擦后一定带负电荷 1.61010 CDM 在摩擦过程中失去了 1.61010 个电子小题练通解析：由物质的电结构可知，摩擦前 M、N 内部存在电荷，A 错误；摩擦后 M 带正电，故摩擦过程中电子从 M 转移到N
4、，B 错误；由电荷守恒定律，C 正确；电子所带电荷量为1.61019 C，可见 D 错误。答案：C2.如图所示，把一个不带电且与外界绝缘的导体两端分别设计上两个开关，当带正电的小球靠近时，由于静电感应，在 a、b 端分别出现正、负电荷，则以下说法中正确的是()A闭合 K1，有电子从导体流向大地B闭合 K2，有电子从导体流向大地C闭合 K2，有电子从大地流向导体D闭合 K1，没有电子通过解析：K1、K2 闭合前，由于静电感应和电荷守恒定律，a、b出现等量异种电荷，当闭合任何一个开关以后，整个导体与大地连接，都是电子从大地被吸引过来，故 C 正确。答案：C完全相同的两个金属球接触后再分开，如果金属
5、球带同种电荷，总电荷量直接平分；如果金属球带异种电荷，需要先中和，剩余电荷再平均分配。二、库仑定律1.库仑定律的内容和表达式(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，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的上。(2)表达式：F_。式中 k Nm2/C2，称为静电力常量。正比反比连线kq1q2r29.01092库仑定律的适用条件(1)适用条件：中的。(2)带电体看成点电荷的条件：要看带电体本身的线度是否比它们之间的距离小得多。即使是两个比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷。真空点电荷1(2017北京西城期末)如图所示，两个电荷量均为q 的
6、小球用长为 l 的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径 rl，k 表示静电力常量，则轻绳的张力大小为()A0 B.kq2l2 C2kq2l2D.kql2小题练通解析：轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力，由库仑定律得 Fkq2l2，选项 B 正确。答案：B2.(2016郑州模拟)如图所示，半径相同的两个金属球 A、B 带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是 F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与 A、B 两球接触后移开。这时，A、B 两球之间的相互作用力的大小是()A.F8 B.F4C.3F8D.3F4解析：A、B 两球互相吸引，说明它们
7、必带异种电荷，设它们带的电荷量分别为q、q。当第三个不带电的 C 球与 A 球接触后，A、C 两球带电荷量平分，每个球带电荷量为 q1q2，当再把 C 球与 B 球接触后，两球的电荷先中和再平分，每球带电荷量 q2q4。由库仑定律 Fkq1q2r2 知，当移开 C 球后，A、B 两球之间的相互作用力的大小变为 FF8，A 项正确。答案：A对库仑定律适用条件的三点理解(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r 为两球心之间的距离。(2)对于两个带电金属球，距离足够远时同(1)，距离较近时要考虑金属球表面电荷的重新分布。(3)不能根据公式错误地推论：当 r0 时，F。其
8、实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再看成点电荷了。三、库仑力作用下的平衡问题三个点电荷的平衡问题(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)例 1 如图所示，在一条直线上有两个相距 0.4 m 的点电荷 A、B，A 带电Q，B带电9Q。现引入第三个点电荷 C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则 C 的带电性质及位置应为()A正，B 的右边 0.4 m 处B正，B 的左边 0.2 m 处C负，A 的左边 0.2 m 处D负，A 的右边 0.2 m 处解析 要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异
9、”、“两大夹小”的原则，所以选项 C 正确。答案 C库仑力和其他力的平衡问题库仑力作用下的平衡问题，可以是只有库仑力，也可以结合其他力。但其首先是平衡问题，只是多一个库仑力而已。解题的关键是进行受力分析并列出平衡方程。例 2(多选)(2015浙江高考)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 M、N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 0.3 m 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
10、k9.0109 Nm2/C2，A、B 球可视为点电荷)，则()A支架对地面的压力大小为 2.0 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 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 A 对 B 有竖直向上的库仑力，大小为 FABkQ2l2 0.9 N；对 B 与支架整体分析，竖直方向上合力为零，则 FNFABmg，可得 FNmgFAB1.1 N，由牛顿第三定律知 FNFN，选项 A 错误。因两细线长度相等，B 在 A 的正下方，则两绳拉力大小相等，小球 A 受到竖直
11、向下的重力、库仑力和 F1、F2 作用而处于平衡状态，因两线夹角为 120，根据力的合成特点可知：F1F2GAFAB1.9 N；当 B 移到无穷远处时，F1F2GA1 N，选项 B 正确，选项 D 错误。当 B 水平向右移至 M、A、B 在同一条直线上时，如图所示，对 A 受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，水平方向：F1 cos 30F2 cos 30Fcos 30竖直方向：F1sin 30F2sin 30GAFsin 30由库仑定律知，A、B 间库仑力大小FkQ2lsin 302FAB4 0.225 N，联立以上各式可得 F11.225 N，F21.0 N，选项 C 正确。答案 BC通法归
12、纳“三步”处理库仑力作用下电荷的平衡问题库仑力作用下电荷的平衡问题与力学中物体的平衡问题处理方式相同，也就是将力进行合成与分解。1(多选)如图所示，光滑绝缘水平桌面上有 A、B 两个带电小球(可以看成点电荷)，A 球带电量为3q，B 球带电量为q，由静止同时释放后 A 球加速度大小为 B 球的两倍。现在 A、B 中点固定一个带正电 C 球(也可看成点电荷)，再由静止同时释放 A、B 两球，结果两球加速度大小相等。则 C 球带电量可能为()A 328q B 920qC37qD94q集训冲关解析：设 A、B 两小球间距为 L，将 A、B 两球释放时，对 A 球有 k3q2L2 mA2a，对 B 球
13、有：k3q2L2 mBa，得 mB2mA，在 A、B 中点固定 C 球后，对 A 球有 k3q2L2 k3qqCL22 mAa或 k3qqCL22 k3q2L2 mAa，对 B 球有 k3q2L2 kqqCL22mBa，解得 qC 328q 或 qC 920q，故 A、B 选项正确。答案：AB2(多选)(2014浙江高考)如图所示，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()A小球 A 与 B 之间库仑力的大小为kq2d2B当qdmg sin k时，细线上的拉力为 0C当qdmg tan k时，细线上的拉力为 0D当qdmgktan 时，斜面对小球 A 的支持力为 0解析：根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为 Fkq2d2，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kq2d2 mgtan，解得qdmgtan k，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。答案：AC课时达标检测点击此处
