專題7.1電場力的性質【講】【講核心素養(yǎng)】1.物理觀念：靜電現(xiàn)象、庫侖力、電場、電場強度、電場線。（1）通過實驗，了解靜電現(xiàn)象。能用原子結構模型分析靜電現(xiàn)象。（2）知道電場是一種物質。了解電場強度，體會用物理量之比定義新物理量的方法。會用電場線描述電場。2.科學思維：電荷守恒定律、點電荷、庫侖定律、電場的疊加原理。（1）.知道點電荷模型。知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律。（2）了解靜電現(xiàn)象，能用電荷守恒的觀念分析靜電現(xiàn)象（3）掌握電場強度的概念和公式，會用平行四邊形法則對電場進行疊加3.科學探究：庫侖力與電荷量及電荷間距離的關系學會利用控制變量法探究庫侖定律，并從中體會其中的科學思想和方法。4.科學態(tài)度與責任：靜電現(xiàn)象應用與安全。了解生產(chǎn)生活中關于靜電的利用與防護?！局v考點題型】【知識點一】庫侖定律的理解及其相關平衡問題1．庫侖定律適用于真空中靜止點電荷間的相互作用．2．對于兩個均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點電荷，r為球心間的距離．對于兩個帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示．（1）同種電荷：F＜keq\f(q1q2,r2)；（2）異種電荷：F＞keq\f(q1q2,r2).【方法總結】完全相同的帶電體接觸后電荷的分配原則1.若兩帶電體帶同種電荷q1、q2，則接觸后電荷量平均分配，即q1′＝q2′＝eq\f(q1＋q2,2).2.若兩帶電體帶異種電荷q1、q2，則接觸后電荷量先中和后平分，即q1′＝q2′＝eq\f(|q1＋q2|,2)，電性與帶電荷量大的帶電體相同．【例1】（2021·海南·高考真題）如圖，V型對接的絕緣斜面M、N固定在水平面上，兩斜面與水平面夾角均為SKIPIF1<0，其中斜面N光滑。兩個質量相同的帶電小滑塊P、Q分別靜止在M、N上，P、Q連線垂直于斜面M，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則P與M間的動摩擦因數(shù)至少為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【素養(yǎng)升華】本題考察的學科素養(yǎng)主要是物理觀念及科學思維?！咀兪接柧?】（2020·浙江·高考真題）如圖所示，在傾角為SKIPIF1<0的光滑絕緣斜面上固定一個擋板，在擋板上連接一根勁度系數(shù)為SKIPIF1<0的絕緣輕質彈簧，彈簧另一端與A球連接。A、B、C三小球的質量均為M，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，三小球等間距排列。已知靜電力常量為k，則（

）A．SKIPIF1<0B．彈簧伸長量為SKIPIF1<0C．A球受到的庫侖力大小為2MgD．相鄰兩小球間距為SKIPIF1<0【方法技巧】三個孤立共線點電荷平衡問題（1）條件：每個點電荷所受合力為零．（2）平衡規(guī)律“兩同夾異”——正、負電荷相互間隔；“三點共線”——三個點電荷分布在同一條直線上；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．【知識點二】庫侖力作用下的平衡和變速運動【例2】（多選）（2021·湖北·高考真題）如圖所示，一勻強電場E大小未知、方向水平向右。兩根長度均為L的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場中，懸點均為O。兩小球質量均為m、帶等量異號電荷，電荷量大小均為q（q>0）。平衡時兩輕繩與豎直方向的夾角均為θ=45°。若僅將兩小球的電荷量同時變?yōu)樵瓉淼?倍，兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．M帶正電荷 B．N帶正電荷C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【素養(yǎng)升華】本題考察的學科素養(yǎng)主要是科學思維。要求考生對物體的運動狀態(tài)或物理過程所遵循的物理規(guī)律，來研究和處理受力問題?！咀兪接柧?】（2022·全國·高三課時練習）如圖甲所示，電荷量為q=2×10-4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場，電場強度E的大小與時間的關系如圖乙所示，物塊運動速度與時間t的關系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s2。求（1）前2秒內(nèi)電場力做的功；（2）物塊的質量；（3）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)?！颈貍渲R】1.解題思路（1）平衡問題，其解題思路與力學中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎上多了庫侖力，具體步驟如下：（2）變速運動：若物體在包含庫侖力作用下，做變速運動時，是非平衡狀態(tài)，要用牛頓第二定律分析，當涉及多個帶電體時，常用整體與隔離法。2.特別提醒注意庫侖力的方向：同性相斥，異性相吸，沿兩電荷連線方向?！局R點三】電場強度的理解和計算1．電場強度的性質（1）矢量性：規(guī)定正電荷在電場中某點所受電場力的方向為該點場強的方向．（2）唯一性：電場中某一點的電場強度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點的電荷q無關，它決定于形成電場的電荷（場源電荷）及空間位置．（3）疊加性：如果有幾個靜止點電荷在空間同時產(chǎn)生電場，那么空間某點的場強是各場源電荷單獨存在時在該點所產(chǎn)生的場強的矢量和．2．三個計算公式3．電場強度的疊加（如圖所示）4．“等效法”“對稱法”和“填補法”（1）等效法在保證效果相同的前提下，將復雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景．例如：一個點電荷＋q與一個無限大薄金屬板形成的電場，等效為兩個異種點電荷形成的電場，如圖甲、乙所示．（2）對稱法：利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點，使復雜電場的疊加計算問題大為簡化．例如：如圖所示，均勻帶電的eq\f(3,4)球殼在O點產(chǎn)生的場強，等效為弧BC產(chǎn)生的場強，弧BC產(chǎn)生的場強方向，又等效為弧的中點M在O點產(chǎn)生的場強方向．（3）填補法將有缺口的帶電圓環(huán)或圓板補全為完整的圓環(huán)或圓板，或將半球面補全為球面，從而化難為易、事半功倍．（4）選用技巧（1）點電荷電場、勻強電場場強疊加一般應用合成法即可．（2）均勻帶電體與點電荷場強疊加一般應用對稱法．（3）計算均勻帶電體某點產(chǎn)生的場強一般應用補償法或微元法．【例3】（2022·山東·高考真題）半徑為R的絕緣細圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于O點，環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點A、B、C將圓環(huán)三等分，取走A、B處兩段弧長均為SKIPIF1<0的小圓弧上的電荷。將一點電荷q置于SKIPIF1<0延長線上距O點為SKIPIF1<0的D點，O點的電場強度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，q為（）A．正電荷，SKIPIF1<0 B．正電荷，SKIPIF1<0C．負電荷，SKIPIF1<0 D．負電荷，SKIPIF1<0【素養(yǎng)提升】本題考察的學科素養(yǎng)主要是科學思維。【變式訓練3】（多選）（2022·全國·高考真題）如圖，兩對等量異號點電荷SKIPIF1<0、SKIPIF1<0固定于正方形的4個頂點上。L、N是該正方形兩條對角線與其內(nèi)切圓的交點，O為內(nèi)切圓的圓心，M為切點。則（）A．L和N兩點處的電場方向相互垂直B．M點的電場方向平行于該點處的切線，方向向左C．將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做正功D．將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功為零【知識點四】電場線的理解和應用1．電場線的應用（1）在同一電場里，電場線越密的地方場強越大。（2）電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向。（3）沿電場線方向電勢逐漸降低。（4）電場線和等勢面在相交處互相垂直。2．兩種等量點電荷的電場線比較等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布中垂線上的電場強度O點最大，向外逐漸減小O點為零，向外先變大后變小連線上的電場強度沿連線先變小后變大，中點O處的電場強度最小沿連線先變小后變大，中點O處的電場強度為零電場強度方向比較A、A′、B、B′四點場強方向相同，垂直于BB′連線A點場強方向向右，A′點場強方向向左，B點場強方向向上，B′點場強方向向下【例4】（2022·山東·勝利一中模擬預測）如圖所示為真空中等量異種點電荷的電場，O為兩電荷連線的中點，A、B是連線的中垂線上關于O點對稱的兩點、C、D為過O點的某一直線上關于O點對稱的兩點，在該電場中放一正的試探電荷。對這個試探電荷，以下說法正確的是（）A．在C、D兩點的電勢能相同B．在C、D兩點所受電場力不同C．在外力作用下沿直線從C經(jīng)O到D點的過程中，電場力先做正功后做負功再做正功D．在A點獲得AB方向的速度后，僅電場力作用時一定沿直線SKIPIF1<0做勻速直線運動【素養(yǎng)提升】本題考察的學科素養(yǎng)主要是科學思維。【變式訓練4】（多選）如圖為某一電場的電場線，M、N、P為電場線上的三個點，M、N是同一電場線上兩點，下列判斷正確的是（）A．M、N、P三點中M點的場強最大B．M、N、P三點中M點的電勢最高C．負電荷在N點的電勢能大于在M點的電勢能D．正電荷從M點自由釋放，電荷將沿電場