静电场知识点例题结合.doc

静电场

静电场是非常重要的一部分内容，包含的知识点也是比较的难以理解，重点在于电荷的守恒定律、库仑定律、电势能的理解、电场强度与电势差，难点在于电势与电势差的有关问题以及带电粒子在电场中的运动。

考纲的要求：

Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。

Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。

要求Ⅰ：电荷守恒定律、静电现象、点电荷的场强、电势、电势差、常用电容器电荷与电容的关系。

要求Ⅱ：库仑定律、电势能、电势差与电场强度的关系、带电粒子在均匀电场中的运动等内容。

知识构建：

新知归纳：

一、电荷间的相互作用：

●电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引，两电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

●库仑定律：在真空中两个点电荷间的作用力大小为F=kQ1Q2/r2

静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。

知识：库仑定律

重难点：库仑电荷分配法

例.（09年江苏物理）1．两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为

A．B．C．D．

解析：本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为，C项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2Q。

答案：C点评：两个完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和在平均分配。

浙江卷）16．如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每

F13F23F弹根弹簧长度为

F13

F23

F弹

A．B．C．D．

解析：最右侧小球受三个力的作用，它们的关系是

，得

点评：应用库仑定律时要注意①两带电体均可以看成点电荷②两带电体的电荷量均以其绝对值代入计算库仑力

一、三自由点电荷共线平衡问题

图1AB例．（改编）已知真空中的两个自由点电荷A和B,,,相距L如图1所示。若在直线AB上放一自由电荷C,让A、B、C都处于平衡状态，则对C的放置位置、电性、电量有什么要求？

图1

AB

同夹异，大夹小。即共线平衡的三个自由电荷，电性是“两侧同，中间异”，电量是“夹小”—指中间电荷电量最小，“靠小”—指中间电荷靠近电量较小的电荷。

随堂练

（原创）下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是（）

A、4Q4Q4QB、4Q－5Q3QC、9Q－4Q36QD、－4Q2Q－3Q

解析：由“两同一异”排除A项，由“两侧同，中间异”且“夹小”排除B项,其实三点电荷的电量还有定量关系,借用图3可得对A：①对B：②对C：③

由①②③结合牛顿第三定律有:而

再结合数学知识可以推得，即，

代入数据可得D项不合，应选C。

二、电场强度：

●定义式：

E=F/q，该式适用于任何电场，E与F、q无关只取决于电场本身，E的方向规定为正点电荷受到电场力的方向。

①场强ε与电场线的关系：电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的方向与场强ε的大小无直接关系。

②场强的合成：场强ε是矢量，求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。

③电场力：F=qE，F与q、E都有关。

●决定式：

①E=kQ/r2，仅适用于在真空中点电荷Q形成的电场，E的大小与Q成正比，与r2成反比。

②E=U/d，仅适用于匀强电场。

定义式

决定式

关系式

表达式

适用范围

任何电场

真空中的点电荷

匀强电场

说明

E的大小和方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关

Q：场源电荷的电荷量

r:研究点到场源电荷的距离

U:电场中两点的电势差

d：两点沿电场线方向的距离

考点4.电场线、匀强电场

电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。

电场线的特点

电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。

始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。

任意两条电场线不相交。

电场线的疏密表示