高考物理专题复习：电场力的性质

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1、专题6.1电场力的性质【高频考点解读】1.能解释静电感应现象，会利用电荷守恒定律解答有关静电问题.2.掌握库仑定律，会利用平衡条件或牛顿第二定律解答电荷平衡或运动问题．3.电场强度的叠加问题4.电场线的理解与应用【热点题型】题型一库仑定律的理解与应用例1、如图611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ss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(　　)图611A．　　　　　　　　　B．C．D．【提分秘籍】1．库仑定律

2、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，要考虑金属球表面电荷的重新分布。(3)库仑力在r＝10－15～10－9m的范围内均有效，但不能根据公式错误地推论：当r→0时，F→∞。其实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再看成点电荷了。2．应用库仑定律的四条提醒(1)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。(2)作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。23(3)两个点电荷

3、间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。(4)库仑力存在极大值，由公式F＝k可以看出，在两带电体的间距及电量之和一定的条件下，当q1＝q2时，F最大。【举一反三】如图612所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为(　　)图612A．F引＝G，F库＝k　B．F引≠G，F库≠kC．F引≠G，F库＝kD．F引＝G，F库≠k题型二

4、库仑力作用下的平衡问题例2、如图614，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上：a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场电场强度的大小为(　　)图614A．　　B．　　　C．　　D．解析：选B　以小球c为研究对象，其受力如图甲所示，其中F库＝，由平衡条件得：2F库cos30°＝23Eqc。【提分秘籍】1．解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在

5、原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下：2．“三个自由点电荷平衡”的问题(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)【举一反三】如图616所示，A、B两小球带等量同号电荷，A固定在竖直放置的L＝10cm长的绝缘支柱上，B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处，斜面倾角为θ＝30°，B的质量为m＝10×10－3kg。求：图616(1)B球对斜面的压力大小。23(2)B球带的电荷量大小(g取10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，结果保留

6、两位有效数字)。解析：(1)令B球对斜面的支持力为FN，带的电荷量Q，A、B相距r。对B球受力分析如图所示。FNcosθ＝mg，①得FN＝0.20N。据牛顿第三定律得B球对斜面的压力FN′＝0.20N。(2)两小球之间的库仑力F＝k，F＝mgtanθ，②又L＝rtanθ，③代入数据联立解得：Q＝L＝×10－6C≈5.8×10－7C。答案：(1)0.2N(2)5.8×10－7C题型三电场强度的叠加问题例3、如图617，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的

7、距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q＞0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　)图617A．k　　　　　　　B．kC．kD．k23【答案】B【方法规律】电场强度叠加问题的求解思路电场强度是矢量，叠加时应遵从平行四边形定则，分析电场的叠加问题的一般步骤是：(1)确定分析计算的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和。【提分秘籍】1．电场强度三个表达式的比较E＝E＝kE＝公式意义电场强度定义式真空中点电荷

8、电场强度的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场①真空②点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定，d为沿电场方向的距离相同点矢量，遵守