(人教版)高三物理一轮复习讲义库仑定律电场强度

1、（人教版）2012 届高三物理一轮复习讲义： 库仑定律、电场强度 一、知识强化一、知识强化 静电场知识是高考常见考点，重点要能用物质的微观模型和电荷守恒定律分析、 解释常见的静电现象，知道电荷量的概念；知道库仑定律，认识点电荷间的相互作用规律， 会计算真空中两个点电荷的相互作用力大小， 认识电场、知道电场力、会用电场线、电场强 度描述电场。 二、重难点知识归纳及讲解二、重难点知识归纳及讲解 （一）电荷库仑定律 1、电荷守恒定律和元电荷 自然界中只有两种电荷， 正电荷和负电荷。电荷的多少叫做电荷量， 正电荷的电荷 量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。使物

2、体带电的方法有：（1）摩擦起电；（2）接触带电；（3）感应起电。不管哪种方式使物体 带电，都是由于电荷转移的结果。元电荷e=1.601019C. 2、电荷守恒定律 电荷既不能创造，也不能消灭，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。 这个结论叫做电荷守恒定律。 3、比荷：带电粒子的电荷量与粒子的的质量之比，叫做该粒子的比荷。 4、库仑定律 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 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（2）k=9.0109Nm2/c2 （3）适用于点电

3、荷（注意：看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的 尺寸 5、由于物体带电是由于电荷的转移，可知，物体所带电荷量或者等于电荷量 e，或者 等于电荷量 e 的整数倍。电荷量 e 称为元电荷，e=1.601019C，比荷C/kg. 6、点电荷：如果带电体的距离比它们自身的大小大得多，带电体的大小和形状忽略不 计。这样的带电体可看作点电荷，它是一种理想化的物理模型。 （二）电场电场强度 1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。 2、电场是一种特殊的物质形态。 3、电场强度 放入电场中某点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场 强度，简称场

4、强。 （1）公式（2）单位 V/m1V/m=1N/C （3）矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。 4、点电荷电场的场强 5、电场的叠加原理：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电 场。 这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 这叫做电场的叠 加原理。 6、 电场强度： 电场强度是反映电场“力的性质”的物理量，是定义式， 而 仅适用于点电荷产生的电场。电场强度由表达，但 E 与 F 和 q 无关，E 由场源和位 置决定。 7、匀强电场 (1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. (2)匀强电场的电场线：是一组疏

5、密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、 正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中， 除边缘附近外，就是匀强电场.如图所示。 8、 电场线:在电场中画出一系列从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止的曲 线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，此曲线叫电场线。 电场线的特点：(1)电场线是起源于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处的 有源线。 (2)电场线不闭合、不相交、不间断的曲线。 (3)电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密的地方场强大，电场线稀的地方场强 小。 (4)电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹，也不是客观存在的曲线，而是人们为 了形象直观的描述电场而假想

6、的曲线。 常见电场的电场线 电场 正点电荷 负点电荷 等量同号电 荷 等量异号电 荷 匀强电场 平行的、等间距的、同向的直 线 相吸状 相斥状 会聚状 电场线图样简要描述 发散状 典型例题：典型例题： 例例 1 1、有三个完全相同的金属小球A、B、C，其中 A、B 分别带14Q 和Q 的电量， C 不带电，A、B 球心间的距离为 r（远大于球的直径），相互吸引力为 F。现让 C 球先接 触 A 球后， 再与 B 球接触， 当把 C 球移开后， A、 B 两球的作用力的大小将变为_F。 例例 2 2、真空中的两个点电荷 A、B 相距 20cm，A 带正电 QA=4.01010C，已知 A 对 B

7、 的吸引力 F=5.4108N，则 B 在 A 处产生的场强大小为_V/m，方向_；A 在 B 处产生的场强大小是_V/m，方向是_. 例例 3 3、如左下图所示，真空中有两个点电荷Q1=Q2=3.0108C，它们相距0.1m，求与它 们的距离都为 0.1m 的 A 点的场强. 例例 4 4、如图所示：q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与 q2之间的 距为 l1，q2与 q3之间的距为 l2，且每个电荷都处于平衡状态。 (1)如 q2为正电荷，则 q1为_电荷，q3为_电荷。 (2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是：_ 例例 5 5、 右下图中边长为 a 的正三角形

8、 ABC 的三点顶点分别固定三个点电荷+q、 +q、 q， 求该三角形中心 O 点处的场强大小和方向。 高 考 真题 1、图中 A、B 两点放有电量为+Q 和+2Q 的点电荷，A、B、C、D 四点在同一直线上， 且 AC=CD=DB，将一正电荷从 C 点沿直线移动到 D 点， ，则（） A电场力一直做正功B电场力先做正功再做负功 C电场力一直做负功D电场力先做负功再做正功 2、接地金属球a 的半径为 R，球外点电荷的电量为Q，到球的距离为r，该点电荷的电 场在球心处的场强等于。 ABC零D 例例 1 1、精析：A、B 可看成点电荷，C 球与 A 球接触后，由电荷守恒定律 知：A、C 两球各带7

9、Q 的电量；C 球再与 B 球接触后，B、C 两球各带3Q 的电量，此 时 A、B 两球间的相互作用为斥力.答案： 例例 2 2、精析：A 对 B 的作用力是 A 的电场对 B 的作用力，B 对 A 的作用力是 B 的电场 对 A 的作用力，由牛顿第三定律知FBA=5.4108N，则 ，方向由A 指 向 B，又，方向由B 指 向 A. 例例 3 3、精析：点电荷 Q1和 Q2在 A 点场强分别为 E1和 E2，合场强在 E1和 E2的 角平分线上， 如图所示， 例例 4 4、解析：就 q2而言，q1和 q3只要带同种电荷便可能使其处于平衡状态，而对q1和 q3，若都带正电荷，各自均受制另外两个

10、电荷的斥力而不能保持平衡，只有同带负电荷， q2 对其为吸引力，另外一个电荷对其为斥力，当两力大小相等时才能处于平衡状态。 现再对 q1列方程有：可得：q2q3=l12(l1l2)2 对 q2列方程有：可得：q1q3=l12l22q1q2q3=l12(l1l2)2 l12l22(l1l2)2l22 总结：1、三点电荷都平衡规律，三个点电荷一定满足： (1)在同一直线上；(2)两同类一 异；(3)两大夹一小。 2、分析带电体平衡问题的方法与力学分析物体的平衡方法是一样的，学会把电学问题 力学化，分析方法是：(1)确定研究对象，如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当 选取“整体法”和“隔离法”，一般是先整体后隔离。(2)对研究对象进行受力分析。(3)外平衡 方程或根据牛顿第二定律方程求解(经常用到动量守恒定律，动能定理等)。 例例 5 5、解：每个点电荷在 O 点处的场强大小都是由图可得 O 点处的合 场强为，方向由 O 指向 C。 高考真题 1 1、解析：解析：由于 A、B 两点均放有带正电的点电荷，在AB 连线上有一点的场强必为零。 设该点为 E，且距离 A 点的距离为 x，AB 两点间的距离为 L。根据点电荷场强