高中物理一轮复习：6.1电场力的性质的描述

第1讲电场力的性质的描述2个概念——电场、电场强度2个定律——电荷守恒定律、库仑定律1个规律——电荷分配规律1个原理——电场的叠加原理3个表达式——E＝Fq、E＝kQr2、E＝Ud的区别4种典型电场的电场线——正电荷、负电荷、等量同种电荷、等量异种电荷考点1点电荷电荷守恒定律库仑定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷：e=___________，单个质子、正电子的电荷量与元电荷相同.电子的电荷量q=____________=-e.(2)点电荷：代替带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的____和_____的理想化模型.1.6×10-19C-1.6×10-19C大小形状2.电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创生，也不能消失，只能从一个物体____到另一个物体，或者从物体的一部分_____到另一部分，在____的过程中,电荷的总量保持不变.(2)三种起电方式：摩擦起电、_________、接触起电.(3)带电实质：物体_________.转移转移转移感应起电得失电子3.库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积_______，跟它们之间的距离的平方_______，作用力的方向在它们的连线上.(2)表达式：F=，式中k叫做静电力常量，k=________N·m2/C2.成正比成反比______122qqkr9.0×1091.完全相同的金属球接触后电荷的两种分配原则(1)若两球带同种电荷q1、q2，则接触后电量平均分配.即q′1=q′2=(2)若两球带异种电荷q1、q2，则接触后电量先中和后平分，即q′1=q′2=电性与带电量大的金属球相同.12qq.212qq2，2.对库仑定律的三点说明(1)库仑定律只适用于真空中静止的点电荷，空气中也可以近似使用.(2)库仑力的方向由两带电体的电性决定，可按照同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引确定.(3)计算库仑力的大小时，只代入电荷电量的绝对值，不需要代入符号.1.电场的基本性质：对放入其中的电荷有__________2.电场强度(1)定义式：E=，是矢量，单位：N/C或____.(2)点电荷的场强：E=，适用于计算_____中的点电荷产生的电场.(3)方向：规定为_______在电场中某点___________的方向.Fq__V/m2kQr___真空正电荷所受电场力考点2电场的基本性质电场强度力的作用1.场强三个表达式的比较表达式比较FEq2QEkrUEd公式意义适用条件比较决定因素相同点电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U关系式一切电场①真空②点电荷匀强电场由电场本身决定，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矢量，单位：1N/C=1V/m考点3电场线1.特点(1)电场线是人为引入但能形象描述电场的强弱和方向(2)电场线从_______出发，终止于_______或无限远处，或来自于无限远处，终止于_______；(3)电场线在电场中_______；(4)在同一电场里，电场线_____的地方场强越大；(5)电场线上某点的切线方向表示该点的_________；(6)沿电场线方向电势逐渐_____；(7)电场线和等势面在相交处_________.正电荷负电荷负电荷不相交越密场强方向降低互相垂直2.几种典型电场的电场线1.孤立点电荷的电场的三大特点(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内).(2)离点电荷越近，电场线越密(场强越大)；(3)以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同.2.两种等量点电荷的电场比较比较等量异种点电荷等量同种点电荷连线中点O处的场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小3.电场线与带电粒子轨迹重合的三个条件一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合.(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是PQ的中垂线上的两点，OAOB.用EA、EB分别表示A、B两点的场强，则()A.EA一定大于EBB.EA不一定大于EBC.EA一定小于EBD.EA一定等于EB点电荷的平衡问题的求解技巧1.如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°.则为()21qqA.2B.3C.D.23335.光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电量为q.为使小球静止在杆上，可加一匀强电场.若使小球在杆上保持静止，所加电场的方向和大小可能为()A.垂直于杆斜向上，场强大小为B.竖直向上，场强大小为C.垂直于杆斜向上，场强大小为D.水平向右，场强大小为mgcosqmgqmgsinqmgcotq力电综合问题3.如图所示，匀强电场方向与水平方向的夹角θ=30°，斜向右上方，电场强度为E，质量为m的小球带负电，以初速度v0开始，运动初速度方向与电场方向一致.(1)若小球的带电荷量为，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何？(2)若小球的带电荷量为q=，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何？mgqE2mgE【规范解答】(1)如图所示，欲使小球做匀速直线运动，必使其所受合外力为零，所以F1cosα=qEcos30°F1sinα=mg+qEsin30°解之得α=60°，F1=恒力F1与水平方向夹角为60°，斜向右上方.3mg(2)为使小球能做直线运动，则小球受的合力必和运动方向在一条直线上，故要求力F2和mg的合力和电场力在一条直线上.当F2取最小值时，F2垂直于qE.故F2=mgsin60°=mg方向如图所示，与水平方向夹角为60°斜向左上方.32答案：(1)mg方向与水平方向夹角为60°斜向右上方(2)Mg方向与水平方向夹角为60°斜向左上方3324.在如图所示各种电场中，A、B两点电场强度相等的是()【解析】选C.电场强度是矢量，电场强度相等必定其大小相等、方向相同.故答案为C.