2026上海春季高考物理考试总复习：专题17 库仑定律及电场（知识梳理+考点精讲）（原卷版）

=page11专题17库仑定律及电场（原卷版）1、知道自然界中的两种电荷相互作用规律2、知道知道点电荷的概念及静电力的大小由哪些因素决定3、了解库仑扭秤的实验原理4、理解库仑定律，并会用库仑定律进行相互作用力的计算5、掌握电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算。6、理解点电荷的电场强度及场强叠加原理。7、会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征。知识点一库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的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．1）公式：F=，其中k为静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C22）公式中的r指的是两点电荷之间的距离3）在介质中电荷间作用力比真空里小，空气中电荷间的作用力近似等于真空中电荷间的作用力4)不论两点电荷所带电量是否相等，相互作用的库仑力总是遵守牛顿第三定律，即他们的大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。2．成立条件1）真空中(空气中也近似成立)2）点电荷．即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计．(这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r)。知识点二：电场电场力1．定义：带电体周围存在的一种特殊物质，能传递电荷间的相互作用。2．基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用。电场对电荷的作用力叫作电场力。3．传递作用：电荷之间的作用不是直接发生的，必须通过电场这种物质的传递才能够发生。从场的观点来看，A对B的作用力是A在自己周围空间中产生的电场对B产生了作用，B对A的作用力是B在自己周围空间中产生的电场对A产生了作用。4．物质特性：电场是一种特殊物质，这种物质不是由实物粒子组成，但具有物质的基本特性：有能量、有动量。5．场源：电场存在于带电体的周围，只要物体带电，其周围空间必有电场。但带电体并非是产生电场的唯一场源，感应电场是由变化的磁场产生的。静止电荷产生的电场，称为静电场。知识点三：电场强度1．场源电荷：电场是由电荷产生的，我们把产生电场的电荷叫作场源电荷。2．试探电荷（1）概念：研究电场的基本方法之一是在电场中放入一带电荷量很小的点电荷，分析其受力和能量情况，借以研究电场的性质，这样的电荷称为试探电荷，也称为检验电荷。（2）理解：作为试探电荷的带电体，基本要求是体积要小，能研究电场中每一点的性质，还要求带电体所带电荷量要小，以放入试探电荷后试探电荷对原电场的影响可忽略为原则。试探电荷既可以是正电荷，也可以是负电荷。3．电场强度（1）定义：放入电场中某点的试探电荷所受电场力F与其所带电荷量q的比值叫作该点的电场强度，简称场强。（2）符号：E。（3）定义式：E=F（4）单位：在国际单位制中单位为牛/库（N∕C）、伏/米（N∕m）。（5）物理意义：描述电场的力的性质的物理量，取决于电场本身。（6）标矢性：电场强度是矢量。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同，负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向相反。（7）绝对性：在场源电荷确定的情况下，空间每点的场强大小、方向都是唯一确定的。4．点电荷的电场（1）表达式：E=kQr2，其中Q（2）大小：点电荷产生的电场，某点场强大小与场源电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷的距离的平方成反比。（3）方向：若场源电荷是正电荷时，电场强度的方向远离场源电荷；若场源电荷是负电荷时，电场强度的方向指向场源电荷。知识点四：电场线1．概念：为了形象地描述电场，人为地在电场中画出一系列从正电荷（无限远）出发到无限远（负电荷）终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线叫电场线。2．电场线特点：（1）电场线起始于正电荷，终止于负电荷（或终止于无穷远处），或者电场线起始于无穷远处终止于负电荷。（2）电场线上任一点的切线方向都是跟该点的电场强度方向一致。（3）同一电场中电场线分布的疏密反映了电场的强弱，电场线分布密的地方电场强，电场线分布疏的地方电场弱。（4）静电场中电场线永远不想交，因为电场中某一点的电场强度只有唯一确定的方向，只能有一条电场线通过该点。（5）电场线是分布于三维空间中。（6）电场线在空间无电荷处是不中断的。（7）电场线不是客观存在的，它是为了形象地描述电场而假象的。3．匀强电场（1）定义：如果电场中各点电场强度的大小相等，方向相同，这个电场叫作匀强电场。（2）场源：相距很近，带有等量异种电荷的一对平行金属板之间的电场，除边缘部分外，可以看作匀强电场。（3）特点：匀强电场的电场线是间距相等的平行线。4．几种常见电场的电场线分布情况电场电场线图样简要描述特点正点电荷万箭齐发发散状1起始于正电荷，终止于无穷远处。2在以正点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向各不相同。3球面半径越大，球面上电场线分布越疏。负点电荷众矢之的会聚状1起始于负电荷，终止于无穷远处。2在以负点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向各不相同。3球面半径越大，球面上电场线分布越疏。等量同号点电荷势不两立相斥状1两点电荷连线中点O处场强为零。2中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。3在中垂面（线）上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。等量异号点电荷手牵手心连心相吸状1沿点电荷的连线，场强先变小后变大。2两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直。3在中垂线上,到两点电荷中点O点等距离处各点的场强相等。匀强电场等间距平行状1电场线疏密均匀，方向相同。2为平行、等距、同向直线。点电荷与金属板受约束鸟笼状接近金属板处的电场线与金属板的表面处处垂直。一、考点一、点电荷模型及库仑定律的适用范围1．下列关于电荷的相关知识说法正确的是（）A．电子是一种元电荷B．元电荷的数值最早是由库仑测出的C．根据库仑定律，两电荷距离r趋于零时，它们之间的静电力将趋于无穷大D．点电荷是一种理想化模型2．物理学中引入“质点”、“点电荷”等概念，从科学方法上来说是属于（）A．控制变量的方法 B．观察实验的方法C．建立物理模型的方法 D．等效替代的方法3．关于点电荷的说法中，正确的是（）A．只有体积很小的带电体，才能看作点电荷B．体积很大的带电体，一定不能看作点电荷C．任何形状的带电体，在一定条件下都可以看作点电荷D．只有球形的带电体，才能看作点电荷4．在物理学中，为了研究问题的方便，有时需要突出问题的主要方面，忽略次要因素，例如，将带电体抽象为点电荷。把带电体看成点电荷的条件是，点电荷概念的提出采用了的科学研究方法。二、考点二、库仑定律表达式和简单计算5．小明同学学习了静电力的相关知识后，做了如下的实验。Q是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在A、B、C三处，比较小球在不同位置受到带电体的作用力的大小。关于本实验以下说法正确的是（）A．小球平衡时丝线与竖直方向夹角越大，则小球受到的静电力越小B．根据图示的实验现象可得出结论：当电荷量一定时，电荷间距离越小，相互作用力越大C．根据图示的实验现象可得出结论：当电荷间的距离一定时，它们所带的电荷量越大，相互作用力就越大D．为使实验现象更明显，悬挂在丝线上的小球应选用金属小球6．两个分别带有电荷量+2Q和-4Q的相同金属小球（可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。现将两小球相互接触后放回原处，此时两球间库仑力的大小为（）A． B．8F C． D．7．如图，在电荷量为Q的正点电荷产生的电场中，将电荷量为q的负检验电荷放在A点，它们之间的距离为r。则放在A点的检验电荷q所受的电场力（）A．，方向水平向左B．，方向水平向右C．，方向水平向左D．，方向水平向右8．两个半径均为r的相同金属球，球心相距3r，分别带有电荷量和+4Q，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间的作用力表现为力（选填“引”或“斥”），两球间库仑力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。三、考点三、带电小球的平衡问题9．如图所示，用绝缘丝线将一带正电的小球N固定于水平横杆上的P点，在N的左侧放置一带正电的小球M，两球处于同一水平面上，由于静电力作用，当N静止时丝线与竖直方向有一个偏角。如果保持两球的电荷量不变，把M向右移动一小段距离，当N再次静止时（）A．丝线偏角变大 B．丝线偏角变小C．丝线偏角保持不变 D．无法判定偏角变化情况10．光滑绝缘水平桌面上有两个点电荷A、B，，，两者相距，现在要放入第三个点电荷QC，使这三个点电荷都处于平衡状态，那么QC为电荷，电量大小为C。11．如图所示，点电荷A和B相距40cm，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和-Q。在A、B连线上。引入点电荷C。此时三个点电荷恰好在彼此的静电力作用下处于平衡状态，则电荷C电荷量大小为，它应放在（选填“A和B之间”，“A的右侧”，“B的左侧”，“A的右侧及B的左侧”）处。12．如图，质量分别为mA和mB的两个球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两个球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为与（大于）。两个球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则vA一定vB；EkA一定EkB（均选填“等于”、“大于”或“小于”）。四、考点四、电场强度的定义和单位13．电场强度的单位用国际单位制基本单位可以表示为（）A． B． C． D．14．关于公式中各物理量之间的关系，下列说法中正确的是（）A．E由F和q决定 B．q由F和E决定C．F由E和q决定 D．以上说法都不对15．关于电场强度的定义式，以下叙述正确的是（）A．E与F成正比B．E与q成反比C．E由F和q的比值决定D．E表示电场本身性质，与q无关，其大小可由F和q的比值来测定16．真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为的检验电荷，它受到的电场力为，则P点的场强为N/C。把检验电荷的电荷盘减小为则P点的电场强度为N/C。五、考点五、点电荷与均匀球体（球壳）周围的场强17．下列说法正确的是（）A．由知，若q减半，则E变为原来的2倍B．由知，在r一定的情况下，E与Q成正比C．在一个以点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同D．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向18．如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于（）

A． B． C． D．219．下列说法正确的是（）A．电场线是电荷周围客观存在的一种物质B．电场中某一点的电场强度的方向与检验电荷在该处的受力方向相同C．由定义式可知，对于电场中的同一点，若q值增大一倍，E仍不变D．在孤立点电荷形成的电场中，沿电场线方向电场强度减小20．如图所示，真空中有两个点电荷，Q1为4.0×10-8C、Q2为-1.0×10-8C，分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。则x轴上坐标为cm处的电场强度为0，x轴上坐标为处的电场强度的方向是沿x轴的正方向。

六、考点六、电场线定义及其性质21．如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是（）A． B．C． D．22．关于电场和电场线，下列说法中正确的是（）A．电场是人们建立的一种理想模型 B．电场是电荷周围空间实际存在的物质C．电荷周围分布的电场线就是电场 D．电场线是客观存在的直线或曲线23．如图所示的电场线MN上有一点A，图中能正确表示A点电场强度的是（）A．① B．② C．③ D．④24．如图所示为某电场电场线的分布，A、B是电场中的两点。画出正点电荷在A点和负点电荷在B点所受电场力的方向。七、考点七、等量异种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像25．下列选项分别为负点电荷、正点电荷、等量异种点电荷和等量同种点电荷的四种情况下的电场线分布，其中正确的是（）A． B．C． D．26．如图，光滑绝缘水平面上的A、B两点分别固定两个带等量同种电荷的点电荷M、N，O为AB连线的中点，CD为AB连线的垂直平分线，a、b分别为AB、CD连线上的点。则（）

A．任何带电粒子在a、b、O点都无法静止B．带电粒子在a、b、O点是否静止，要根据所放电荷的电性才能判断C．在a点静止释放的带电粒子在AB连线上运动，粒子的速度可能一直不断增大且加速度一直不断减小D．在b点静止释放的带电粒子在CD连线上运动，粒子速度可能不断增大且加速度不断减小27．两等量异种点电荷间电场线的分布情况是（

）A． B．C． D．28．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线，A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是（）A．A、B两点场强相同B．两个电荷连线（直线）上的场强，连线中点场强最小C．两个电荷连线（直线）的中垂线上任意一点场强方向相同，大小也相同D．将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到点八、考点八、等量同种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像29．在x轴上固定两个不等量异种点电荷，其中正电荷标记为M，负电荷标记为N。x轴上某一段电场强度E随x变化的关系图像如图所示，令x轴正方向为电场强度的正方向，其中x1到x2、x2到x3段图像与x轴所围的面积相等。下列说法正确的是（）

A．M在N的右侧，且M带电荷量的绝对值大于N的B．M在N的左侧，且M带电荷量的绝对值小于N的C．一电子从x1处静止释放，运动到x3处时速度为0D．x1、x2、x3三个位置中，同一带电粒子在x2处加速度最大30．两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图所示，由图可知()A．两质点带异号电荷，且Q1>Q2B．两质点带异号电荷，且Q1<Q2C．两质点带同号电荷，且Q1>Q2D．两质点带同号电荷，且Q1<Q231．如图所示，A、B为两个固定的等量同号正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计C所受的重力，则关于电荷C以后的运动情况（）A．加速度始终增大 B．加速度始终减小C．速度先增大后减小 D．速度始终增大32．如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q（点电荷），不计重力，下列说法中可能正确的是（

）

A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度先增大再减小，直到粒子速度为零九、单选题法国大革命下的科学家法国物理学家查尔斯奥古斯汀·德·库仑，最著名的工作是发现了库仑定律，即静电引力和斥力的定义，但也在摩擦方面做了重要的工作。电荷的SI单位库仑就是以他的名字命名的。33．在物理学的发展历程中，众多科学家的贡献起到了关键性的作用，为人类对自然界的理解和探索提供了坚实的基础。下列说法符合史实的是（

）A．法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷的值B．牛顿建立了万有引力定律理论，“月—地检验”可进一步验证其正确性C．卡文迪什通过扭秤实验测量了静电力常量D．20世纪初，相对论和量子力学的建立说明经典力学已经没有研究和应用的价值34．在真空中有两个点电荷，它们之间的作用力为，如果使其中一个电荷电量加倍，另一个电量保持不变，同时将它们之间的距离增大一倍，则它们之间的静电力大小变为（

）A． B． C． D．35．如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下悬挂金属验电箔，现使一带正电的金属小球靠近M端，下列说法正确的是（

）A．只有M端的验电箔张开，N端带负电B．只有N端的验电箔张开，N端带正电C．两端的验电箔都张开，M端带负电，N端带正电D．两端的验电箔都张开，两端的验电箔都带正电36．如图所示，两个放在光滑绝缘平面上的相同材质不同半径的匀质金属球A、B，半径，两球球心距离为，A球不带电，B球带有电荷量为的正电荷，静电力常量为，下列说法正确的是（

）A．B靠近A过程中，球A左端感应出正电荷B．若A、B接触有电子转移，应为从B转移到AC．A、B接触后放回原处，A、B分别带的正电D．A、B接触后放回原处，之间的A、B库仑力37．卡文迪什通过实验研究得出万有引力恒量的实验装置示意图是图；库仑通过实验研究得出电荷之间相互作用力规律的实验装置示意图是图。法国物理学家库仑利用扭秤装置研究了静止点电荷间的相互作用力，并于1785年发现了库仑定律。38．如图所示为库仑扭秤实验装置，已知在平衡状态下，悬丝转动的角度α与库仑力F的大小成正比。以下判断正确的是（）A．若仅将C的电荷量减小一半，可能增为原来的两倍B．若仅将C的电荷量减小一半，可能减为原来的一半C．若仅将A、C间的距离增加一倍，将减为原来的一半D．若仅将A、C间的距离减小一半，将增为原来的两倍39．氢原子由带正电的原子核和核外电子组成，电子绕氢核做近似匀速圆周运动。氢原子内质子和电子间距离为，质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。线度（m）质量（kg）电量（C）质子10-151.67×10-271.6×10-19电子10-189.1×10-311.6×10-19G=6.67×10-11N·m2/kg2k=9×109N·m2/C2（1）电子受到原子核对其库仑力Fe，运动规律与卫星在行星的万有引力FG作用下绕行星的圆周运动规律类似，其原因是FG和Fe的大小都与相互作用物体间的成反比；（2）在计算质子和电子间相互作用力的大小时（选择：A能；B不能）将二者视为质点和点电荷，依据是。（3）质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力，()A．>>1

B．>1

C.<1

D．<<140．1798年英国物理学家卡文迪许借鉴了库仑的扭秤实验，测定了万有引力常数。下列说法正确的是（）A．卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的都用到了“微小量放大法”B．两个实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式C．卡