靜電場第七章第1講庫侖定律電場強度【考綱解讀】1.理解庫侖定律的含義及其表達式，會進行有關計算.2.理解電場強度的定義、意義及表示方法.3.會分析、計算在電場力作用下的電荷的平衡及運動問題．欄目導航01知識梳理回顧03核心素養(yǎng)改造02考點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧11．元電荷元電荷最小的電荷量，其值為e＝______________，所有帶電體的電荷量都是元電荷的______________，其中質(zhì)子、電子的電荷量與元電荷相同．電子的電荷量q＝________________________.特別提醒：帶電體所帶的電荷量是不連續(xù)的，任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍．一電荷、電荷守恒定律1.6×10－19C整數(shù)倍

－1.6×10－19C

2．點電荷(1)本身的線度比相互之間的距離________的帶電體．(2)點電荷是理想化模型．3．電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能消失，只能從物體的一部分________到另一部分，或者從一個物體________到另一個物體，在________的過程中電荷的代數(shù)和保持不變．(2)起電方法：__________、__________、__________.(3)帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是__________．(4)兩個完全相同的導體球相接觸后電荷的分配規(guī)律：同種電荷總量________，異種電荷______后再平均分配．小得多轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移摩擦起電感應起電接觸起電電子的得失平分中和夯基題組1．(2018年北京一模)關于元電荷，正確的說法是(

)A．元電荷就是點電荷B．1C電量叫元電荷C．元電荷就是質(zhì)子D．元電荷目前被認為是自然界中電荷的最小單元【答案】D【解析】元電荷是指最小的電荷量，帶電體看做點電荷的條件，當一個帶電體的形狀及大小對它們間相互作用力的影響可忽略時，這個帶電體可看做點電荷，是由研究問題的性質(zhì)決定，與自身大小形狀無具體關系，選項A錯誤；元電荷是指電子或質(zhì)子所帶的電荷量，數(shù)值為e＝1.60×10－19C，選項B錯誤；元電荷是指最小的電荷量，不是指質(zhì)子或者是電子，選項C錯誤；元電荷目前被認為是自然界中電荷的最小單元，選項D正確．1．內(nèi)容：________中兩個靜止________之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成________，與它們的距離的二次方成________，作用力的方向在它們的連線上．二庫侖定律真空點電荷正比反比

9.0×109

3．適用條件：________中的____________．(1)在空氣中，兩個點電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應用公式；(2)當兩個帶電體的間距遠大于本身的大小時，可以把帶電體看成點電荷．4．庫侖力的方向：由相互作用的兩個帶電體決定，且同種電荷相互________，異種電荷相互________．真空靜止點電荷

排斥吸引

1．電場電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)．電場對放入其中的電荷有________．靜止電荷產(chǎn)生的電場稱為__________．2．電場強度(1)物理意義：描述電場的______和______的物理量．(2)定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F與它的________的比值．(3)定義式：________，單位：______或______．三電場、電場強度力的作用靜電場強弱方向電荷量N/CV/m(4)矢量性：電場強度是矢量，方向與正電荷在該點所受的電場力方向______，與負電荷在該點所受的電場力方向______．(5)唯一性：電場中某點的電場強度是唯一的，由電場本身決定，與檢驗電荷無關．(6)真空中點電荷電場強度的決定式：____________，其中Q是形成電場的場源電荷．(7)電場的疊加：某點的電場等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的電場的________．一致相反矢量和夯基題組3．(2019年上海名校二模)如圖，水平直線表示電場中的一條電場線，A、B為電場線上的兩點．一負點電荷僅在電場力作用下，從靜止開始由A向B做勻加速運動．則電場強度(

)A．逐漸增大，方向向左 B．逐漸增大，方向向右C．保持不變，方向向左 D．保持不變，方向向右【答案】C【解析】負電荷從靜止開始由A向B做勻加速運動，說明負電荷受到的電場力保持不變，所以從A到B電場強度保持不變；負電荷受到的電場力方向向右，所以電場強度向左．故A、B、D錯誤，C正確．1．電場線為了形象地描述電場中各點場強的______和______，在電場中畫出的一些曲線，曲線上每一點的________都跟該點的場強方向一致，曲線的______表示電場的強弱．電場線不是實際存在的線，而是為了描述電場而假想的線．特別提醒：電場雖然抽象，但實際存在；電場線雖然形象，但實際并不存在．四電場線強弱方向切線方向疏密

2．電場線的特點(1)電場線始于__________(或無窮遠)，終于負電荷(___________)．(2)同一電場中，電場線密的地方__________，電場線疏的地方________．(3)電場線密的地方等差等勢面______；等差等勢面______的地方電場線也______．(4)電場線互不相交．(5)電場線和等勢面在相交處____________．(6)電場線的方向是電勢________的方向，電勢降低的方向______________電場線的方向．(7)切線方向表示該點______的方向，也是________的受力方向．正電荷或無窮遠電場強電場弱密疏疏互相垂直降低不一定是場強正電荷3．幾種典型的電場線孤立點電荷的電場等量異種電荷的電場

等量同種電荷的電場勻強電場

夯基題組4．(2019年銅仁模擬)關于同一電場的電場線，下列表述正確的是(

)A．電場線是客觀存在的B．電場線越密，電場強度越小C．沿著電場線方向，電勢越來越低D．電荷在沿電場線方向移動時，電勢能減小【答案】C【解析】電場線是人為引入、假想的線，并非真實存在的，選項A錯誤；電場線的疏密表示場強的強弱，電場線密的地方電場強，疏的地方電場弱，選項B錯誤；沿電場線電勢降低，電勢的高低與電場線的疏密無關，選項C正確；電勢能的高低通過電場力做功來判斷，沿電場線運動，電場力不一定做正功，電勢能不一定減小，選項D錯誤．考點各個擊破21．點電荷點電荷是一種理想化的模型，當帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以忽略時，帶電體就可以看成點電荷．所以點電荷可以說是“帶電的質(zhì)點”．2．庫侖定律適用條件的三點理解(1)對于兩個均勻帶電絕緣球體，可以將其視為電荷集中于球心的點電荷，r為兩球心之間的距離．(2)對于兩個帶電金屬球，要考慮金屬球表面電荷的重新分布．考點1對點電荷和庫侖定律的理解求解涉及庫侖力的平衡問題的解題思路涉及庫侖力的平衡問題與純力學平衡問題分析方法一樣，受力分析是基礎，應用平衡條件是關鍵，都可以通過解析法、圖示法或兩種方法相結合解決問題，但要注意庫侖力的大小隨著電荷間距變化的特點．具體步驟如下：1．三個場強公式的比較考點2對電場強度的理解2．電場的疊加(1)疊加原理：多個電荷在空間某處產(chǎn)生的電場為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場場強的矢量和．(2)運算法則：平行四邊形定則．電場強度求解的特殊方法1．補償法：求解電場強度，常用的方法是根據(jù)問題給出的條件建立起物理模型．如果這個模型是一個完整的標準模型，則容易解決．但有時由題給條件建立的模型不是一個完整的標準模型，比如模型A，這時需要給原來的問題補充一些條件，由這些補充條件建立另一個容易求解的模型B，并且模型A與模型B恰好組成一個完整的標準模型．這樣求解模型A的問題就變?yōu)榍蠼庖粋€完整的標準模型與模型B的差值問題．2．極值法：物理學中的極值問題可分為物理型和數(shù)學型兩類．物理型主要依據(jù)物理概念、定理、定律求解．數(shù)學型則是根據(jù)物理規(guī)律列出方程后，依據(jù)數(shù)學中求極值的知識求解．3．微元法：微元法就是將研究對象分割成許多微小的單位，或從研究對象上選取某一“微元”加以分析，從而可以化曲為直，使變量、難以確定的量轉(zhuǎn)化為常量、容易確定的量．4．等效替代法：等效替代法是指在效果一致的前提下，從A事實出發(fā)，用另外的B事實來代替，必要時再由B到C…直至實現(xiàn)所給問題的條件，從而建立與之相對應的聯(lián)系，得以用有關規(guī)律解之．如以模型替代實物，以合力(合運動)替代兩個分力(分運動)．5．對稱法：對稱法是利用帶電體(如球體、薄板等)產(chǎn)生的電場具有對稱性的特點來求電場強度的方法．1．幾種典型電場的電場線分布(1)孤立點電荷的電場線呈空間球狀對稱分布如圖甲、乙所示；勻強電場如圖丙所示；點電荷與帶電金屬板的電場線分布如圖丁所示．考點3對電場線的理解和應用(2)等量同(異)種電荷的電場2．應用電場線進行以下判斷(1)電場力的方向——正電荷的受力方向和該點的電場線方向相同，負電荷的受力方向和該點的電場線方向相反．(2)電場強度的大小(定性)——用電場線的疏密可定性判斷電場強度的大?。?3)電勢的高低與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐漸降低，電場強度的方向是電勢降低最快的方向．(4)等勢面的疏密——電場越強的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏．3．電場線與帶電粒子在電場中運動軌跡的關系一般情況下帶電粒子在電場中的運動軌跡不會與電場線重合，只有同時滿足以下三個條件時，兩者才會重合：(1)電場線為直線．(2)電荷初速度為零或速度方向與電場線平行．(3)電荷僅受電場力或所受其他力合力的方向與電場線平行．例3

(2019年南寧校級模擬)如圖所示為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標出)．圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點，電場線的分布關于MN左右對稱，則下列說法中正確的是(

)A．這兩點電荷一定是等量異種電荷B．這兩點電荷一定是等量同種電荷C．D、C兩點的電場強度一定相等D．C點的電場強度比D點的電場強度小【答案】A【解析】由電場線分布的特征可知，產(chǎn)生電場的兩點電荷一定是等量異種電荷，A正確，B錯誤；C點電場線的密度比D點大，所以C點的電場強度大，C、D錯誤．練3

如圖所示，Q1和Q2是兩個電荷量大小相等的點電荷，MN是兩電荷的連線，HG是兩電荷連線的中垂線，O是垂足．下列說法正確的是(

)A．若兩電荷是異種電荷，則OM的中點與ON的中點電勢一定相等B．若兩電荷是異種電荷，則O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的，而與HG上各點相比是最大的C．若兩電荷是同種電荷，則OM中點與ON中點處的電場強度一定相同D．若兩電荷是同種電荷，則O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的，與HG上各點相比是最大的【答案】B【解析】若兩電荷是異種電荷，則OM的中點與ON的中點電勢一定不相等，選項A錯誤．若兩電荷是異種電荷，根據(jù)兩異種電荷電場特點可知，O點的電場強度大小與MN上各點相比是最小的，而與HG上各點相比是最大的，選項B正確．若兩電荷是同種電荷，則OM中點與ON中點處的電場強度大小一定相同，方向一定相反，選項C錯誤．若兩電荷是同種電荷，則O點的電場強度為零，與MN上各點相比是最小的，與HG上各點相比也是最小的，選項D錯誤．核心素養(yǎng)改造3方法二、微元法可將帶電圓環(huán)、帶電平面等分成許多微元電荷，每個微元電荷可看成點電荷，再利用公式和場強疊加原理求出合場強．例2

如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點，OP＝L，試求P點的場強．方法三、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，可以使復雜電場的疊加計算大為簡化．方法四、等效法在保證效果相同的條件下，將復雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場