人教解密08 静电场（解析版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

解密08 静电场
核心考点
考纲要求
物质的电结构、电荷守恒
静电现象的解释
点电荷
库仑定律
静电场
电场强度、点电荷的场强
电场线
电势能、电势
电势差
匀强电场中电势差与电场强度的关系
带电粒子在匀强电场中的运动
示波管
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
考点1 库仑定律
一、点电荷
1．点电荷是一种理想化的物理模型。当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。
2．电荷量、元电荷、点电荷和检验电荷的区别
（1）电荷量是物体带电荷的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍。
（2）元电荷是是最小的电荷量，不是电子也不是质子。
（3）点电荷要求带电体的线度远小于研究范围的空间尺度，对电荷量无限制。
（4）检验电荷是用来研究电场性质的电荷，要求放入电场后对电场产生的影响可以忽略不计，故应为带电荷量足够小的点电荷。
二、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，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2．公式：F=，其中比例系数k为静电力常量，k=9.0×109 N·m2/C2
3．适用情况
（1）带电体的线度相对研究范围的空间尺度足够小，可视为点电荷。
（2）电荷量分布均匀的球形带电体，r为球心到点电荷或球心到球心的距离。
★特别提示：
（1）库仑定律公式F=，q1、q2是能被视为点电荷的带电体的电荷量，当r→0时，带电体不能再被视为点电荷，故而不能单从数学角度认为有r→0，则F→∞，还要兼顾公式的实际物理意义。
（2）对电荷量分布均匀的球形带电体，在运用库仑定律时，可视为所有电荷量集中在球心，这一点与运用万有引力定律的情况很相似，但若带电球为导体，距离接近后，电荷会重新分布，就不能再用球心间距代替r；如果带电球为绝缘体则不存在这个问题。
三、库仑力参与的平衡问题和动力学问题
1．库仑力参与的平衡问题
与一般平衡问题的分析方法相同，只是需要多分析库仑力而己。可以运用平行四边形定则或三角形定则直接作图分析；也可以进行正交分解，列两个垂直方向的平衡方程，由解析法分析。
2．三个自由点电荷的平衡条件
（1）三点共线——三个点电荷分布在同一直线上；
（2）两同夹异——正负电荷相互间隔；
（3）两大夹小——中间电荷的电荷量最小；
（4）近小远大——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
3．库仑力参与的动力学问题
与一般动力学问题在本质上是相同的，如两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律。值得注意的是：
（1）运用牛顿运动定律列方程时，要注意库仑力的方向；
（2）库仑力是变力，一般只能得到某一瞬间的加速度数值解。
4．库仑力充当向心力的匀速圆周运动
带电体围绕固定点电荷做匀速圆周运动，电性一定相反，由相互吸引的库仑力充当向心力。设中心点电荷的电荷量为Q，带电体（m，q）的轨道半径为r，则有=ma==mω2r=
（2020·广西来宾市·金秀瑶族县民族高中高二月考）关于库仑定律，下列说法正确的是(　　)
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B．根据，当两点电荷间的距离趋近于零时，库仑力将趋向于无穷大
C．若点电荷Q1的电荷量大于Q2的电荷量，则Q1对Q2的库仑力大于Q2对Q1的库仑力
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律
【答案】D
【详解】
A．库仑定律适用于点电荷，体积很小的球体并不一定能看做点电荷，故A错误。
B．当两个点电荷距离趋于0时，两带电体已不能看出点电荷了，该公式不适用了，故电场力并不是趋于无穷大，故B错误。
C．两点电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第三定律，无论点电荷Q1的电荷量与Q2的电荷量大小如何，Q1对 Q2的电场力大小上总等于Q2对Q1电场力。故C错误。
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律，选项D正确。
故选D。
1．（2020·福建宁德市·高二期中）两个带异种电荷的小球所带电荷量的比值为1：3，相距为r时相互作用的引力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时两个带电小球的库仑力大小为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】
设两个电荷带电量分别为、，由库仑定律可得
当两个小球接触，电量先中和后均分，分开后带电量都为，由库仑定律可得
联立两式可得
故选A。
2．（2020·盂县第三中学校高二期中）要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是 （　　）
A．每个点