6-1电场力的性质

题目：电场的力的性质【学习目标】1．知道电荷守恒，掌握真空中的库仑定律2．知道电场强度、电场线、点电荷的场强、匀强电场和电场强度的迭加。

【知识要点】一、电荷守恒定律1．电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，而电荷的总量保持不变，这就是电荷守恒定律。

2．两个完全相同的小球接触后的电荷分配规律：同种电荷总量平分，异种电荷先中和再平分。

一、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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。

即：221 r qkqF 其中k为静电力常量，k=9．0×10 9 N m2/c21．成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。

即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。

（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，就不能再用球心距代替r）。

2．电荷间的相互作用力遵循牛顿第三定律【例1】有两只完全相同的金属球A、B固定在水平面上，它们的带电量分别为4Q与-Q，相互间的作用力的大小为F；现有一个与A、B完全相同的不带电的金属球C，先与A接触，再与B接触后拿走，则A、B间的作用力是多大？【例2】在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷，A、B间的距离为d。

①将另一个点电荷放在该直线上的使它在电场力作用下保持静止，则对该电荷的电性、电荷量和位置有何要求？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？【例3】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。

静止时A、B相距为d。

为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍【例4】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ，A 、B 电荷量都是+q 。

电场力的性质文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]电场力的性质知识目标一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

2、元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。

说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。

3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。

4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．注意：电荷的变化是电子的转移引起的；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，异种电荷先中和后再平分。

二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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=kQ1Q2／r2 k＝9．0×109N·m2／C23．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。

点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定。

【例1】在光滑水平面上，有两个带相同电性的点电荷，质量m 1＝2m 2，电量q 1=2q 2，当它们从静止开始运动，m 1的速度为v 时，m 2的速度为 ；m 1的加速度为a 时，m 2的加速度为 ，当q 1、q 2相距为r 时，m 1的加速度为a ，则当相距2r 时，m 1的加速度为多少解析：由动量守恒知，当m 1的速度为v 时，则m 2的速度为2v ，由牛顿第二定律与第三定律知：当m 1的加速度为 a 时，m 2的加速度为2a ． 由库仑定律知：a=221r q kq ／m ，a /=2214r q kq ／m,由以上两式得a /=a/4 答案：2v ，2a ，a/4点评：库仑定律中的静电力（库仑力）是两个电荷之间的作用力，是作用力与反作用力，大小相同，方向相反，在同一直线上，作用在两个物体上，二力属同种性质的力，而且同时产主同时消失。

电场力的性质专题复习一、考纲要求1.理解电场强度的定义、意义及表示方法.2.熟练掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题．二、知识梳理1.元电荷、点电荷（1）元电荷：e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同，但符号相反．（2）点电荷：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.电荷守恒定律（1）内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变．（2）起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电．（3）带电实质：物体带电的实质是得失电子．（4）电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，两者带同种电荷时，电荷量平均分配；两者带异种电荷时，异种电荷先中和后平分．3.感应起电：感应起电的原因是电荷间的相互作用，或者说是电场对电荷的作用．（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（2）当有外加电场时，电荷向导体两端移动，出现感应电荷，当无外加电场时，导体两端的电荷发生中和．4.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）表达式：F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量．（3）适用条件：真空中的点电荷．①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式．②当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷.5.静电场（1）电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场．（2）电荷间的相互作用是通过电场实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．6.电场强度（1）物理意义：表示电场的强弱和方向．（2）定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度．（3）定义式：E＝.（4）标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则．7.电场线（1）定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小．（2）特点：①电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；②电场线在电场中不相交；③在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；④电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；⑤沿电场线方向电势逐渐降低；⑥电场线和等势面在相交处互相垂直．（3）几种典型电场的电场线（如图所示）．三、要点精析1.使物体带电的三种方法及其实质摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法，它们的实质都是电荷的转移．而电荷转移的原因是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引．2.验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出（如图甲所示）．如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计（如图乙所示）．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的．不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥．3.电荷的分配规律（1）两个相同的导体球，一个带电，一个不带电，接触后电荷量平分．（2）两个相同导体球带同种电荷，先接触再分离，则其电荷量平分．（3）两个相同导体球带异种电荷，先接触再分离，则其电荷量先中和再平分．4.对库仑定律的深入理解（1）F＝k，r指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距．（2）当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大．5.库仑力作用下的平衡问题（1）处理平衡问题的常用方法：（1）合成法，（2）正交分解法．（2）三个自由点电荷的平衡问题①条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．②规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．6.分析点电荷平衡问题的方法步骤点电荷的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，只是在原来受力的基础上多了一个电场力．具体步骤如下：7.场强的公式8.电场的叠加（1）电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和．（2）运算法则：平行四边形定则．9.求解合场强常用的方法O11.电场线与运动轨迹的关系根据电场线的定义，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3个条件时，两者才会重合：（1）电场线为直线；（2）电荷的初速度为零，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的合力的方向与电场线平行．12.电场线与运动轨迹问题的解题思路（1）根据带电粒子的弯曲方向，判断出受力情况；（2）把电场线方向、受力方向与电性相联系；（3）把电场线疏密和受力大小、加速度大小相联系，有时还要与等势面联系在一起．13.电场线的“五点妙用”（1）判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场的方向．（2）判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反．（3）判断电场强度的大小（定性）——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小．（4）判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向．（5）确定运动电荷的电性根据带电粒子（只受电场力）的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向，带电粒子所受的电场力指向运动轨迹曲线的凹侧，再结合电场线的方向确定带电粒子的电性．14.带电体的力电综合问题的分析方法（1）基本思路（2）运动情况反映受力情况①体静止（保持）：F合＝0.②做直线运动a.匀速直线运动，F合＝0.b.变速直线运动：F合≠0，且F合与速度方向总是一致．③做曲线运动：F合≠0，F合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧．④F合与v的夹角为α，加速运动：0°≤α<90°；减速运动：90°<α≤180°.⑤匀变速运动：F合＝恒量．。

电场中带电粒子的受力分析电场是物理学中重要的概念之一，它是指由电荷所产生的作用力场。

在电场中，带电粒子受到电场力的作用，导致其发生运动或变化。

本文将对电场中带电粒子的受力情况进行分析，并探讨其相关性质。

1. 电场的定义电场是由电荷所产生的力场，作用于带电粒子上。

它可以用矢量场来表示，并由电荷产生的作用力来描述。

电场的单位为N/C（牛顿/库仑）。

2. 带电粒子在电场中的受力带电粒子在电场中受到的力称为电场力，符号为F。

根据库仑定律，电场力与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。

即F ∝ qE/r²，其中q为粒子的电荷量，E为电场强度，r为粒子到电荷的距离。

3. 电场力的性质电场力是矢量量，具有以下性质：- 电场力的方向与电场强度方向相同或相反，与粒子的电荷性质有关；- 当电荷量为正时，电场力和电场强度方向相同；当电荷量为负时，电场力和电场强度方向相反；- 电场力的大小与电荷量的绝对值成正比，与距离的平方成反比；- 电场力对于静止带电粒子是有向心或有逆向离心的力，使其产生加速或减速的效果。

4. 电场力与带电粒子运动的关系带电粒子在电场力的作用下，会发生运动或改变运动状态。

根据牛顿第二定律，电场力等于带电粒子的质量乘以加速度。

即F = ma。

通过解上述方程，可以得到带电粒子在电场中的加速度。

5. 电荷在电场中的轨迹带电粒子在电场力的作用下，会沿着特定的轨迹运动。

根据经典力学的知识，带电粒子在均匀电场中的轨迹为直线，而在非均匀电场中的轨迹为曲线。

6. 电势能与电场力的关系带电粒子在电场中由于位置的改变而具有电势能。

电场力对电势能的改变是由于电场力对带电粒子所做的功。

根据力和功的关系，可知电势能的变化等于电场力沿路径所做的功。

7. 应用与实例电场力的研究在很多领域都有重要的应用。

例如，在电子学中，电场力被用于加速和制动电子束；在医学中，电场力可以用来对带电粒子进行控制和定位；在能源中，电场力可用于电力传输和能量转换等方面。

专题六 第一节[限时检测](限时45分钟，满分100分)一、选择题(每小题6分，共54分)1． (2016·双鸭山模拟)如图6－1－12所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A 、B ，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止。

设小球A 带电荷量大小为Q A ，小球B 带电荷量大小为Q B ，下列判断正确的是（ ）图6－1－12A ．小球A 带正电，小球B 带负电，且Q A >Q BB ．小球A 带正电，小球B 带负电，且Q A <Q BC ．小球A 带负电，小球B 带正电，且Q A >Q BD ．小球A 带负电，小球B 带正电，且Q A <Q B答案 D2．图6－1－13中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷＋q 、＋q 、－q ，则该三角形中心O 点处的场强为（ ）图6－1－13 A.6kq a 2，方向由C 指向OB.6kq a 2，方向由O 指向CC.3kq a 2，方向由C 指向OD.3kq a 2，方向由O 指向C解析 每个点电荷在O 点处的场强大小都是E ＝kq （3a /3）2＝3kqa 2，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O 点处的合场强为E 0＝2E ＝6kq a 2，方向由O 指向C 。

B 项正确。

答案 B3．如图6－1－14所示，真空中O 点有一点电荷，在它产生的电场中有a 、b 两点，a 点的场强大小为E a ，方向与ab 连线成60°角，b 点的场强大小为E b ，方向与ab 连线成30°角。

关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系，以下结论正确的是（ ）图6－1－14A ．E a ＝E b 3B ．E a ＝3E bC ．E a ＝33E bD ．E a ＝3E b解析 由题图可知，r b ＝3r a ，再由E ＝kQ r 2可知，E a E b ＝r 2b r 2a＝31，故D 正确。

第六章 静电场第1节 电场力的性质(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。

(√) (2)点电荷和电场线都是客观存在的。

(×) (3)根据F ＝k q 1q 2r2，当r →0时，F →∞。

(×)(4)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。

(×)(5)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。

(√) (6)真空中点电荷的电场强度表达式E ＝kQr 2中，Q 就是产生电场的点电荷。

(√)(7)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。

(×) (8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。

(×)(1)1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。

(2)1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。

(3)1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e 的电荷量，获得诺贝尔奖。

突破点(一) 库仑定律及库仑力作用下的平衡1．对库仑定律的两点理解(1)F ＝k q 1q 2r 2，r 指两点电荷间的距离。

对可视为点电荷的两个均匀带电球，r 为两球心间距。

(2)当两个电荷间的距离r →0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。

2．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，只是在原来受力的基础上多了电场力。

具体步骤如下：3．“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)[典例] (多选)如图所示，把A 、B 两个相同的导电小球分别用长为0.10m 的绝缘细线悬挂于O A 和O B 两点。

用丝绸摩擦过的玻璃棒与A 球接触，棒移开后将悬点O B 移到O A 点固定。

电场的性质特点电场是由电荷产生的物理现象，它具有许多特点和性质。

本文将重点探讨电场的性质特点，包括电场的定义、电场的特性以及电场的应用。

一、电场的定义电场是指电荷周围存在的一种物理场，是由电荷所形成的力场。

电场可以通过电场力来描述，其大小与电荷量和距离成反比，方向则与电荷的正负有关。

二、电场的特性1. 叠加性：电场服从叠加原理，即当有多个电荷存在时，其电场叠加，最终形成的电场是各个电荷产生的电场的矢量和。

2. 无源性：电场无源，即电场的环绕闭合路径上总电场功为零。

这意味着在电场中做功是不可能的。

3. 等势性：电场中的所有点满足相同的电势值，这些点构成等势线，等势线是垂直于电场线的曲线。

等势线上的电场力做功为零。

4. 电场强度：电场强度用于描述电场的强弱，并且与电荷量和距离成反比。

电场强度的单位是牛顿/库仑。

5. 电场线：电场线用于描述电场的方向和强弱，为了方便表示，人们将电场线规定为从正电荷指向负电荷的方向。

6. 理想导体内的电场：在理想导体内，电场为零。

理想导体内部任何点的电势均相等。

三、电场的应用1. 静电感应：电场的一个重要应用是静电感应。

当一个导体放置在某个电场中时，导体内部会感应出一个等势体，导致导体表面电荷分布。

2. 电场能量：电场具有能量，可将电势能转化为其他形式的能量。

例如，静电场能够将电荷进行积累，形成静电，这种储存的能量可以在放电时释放。

3. 电场加速器：电场加速器是一种利用电场力对带电粒子进行加速的装置。

在电场加速器中，电荷沿着特定轨道进行加速，用于研究基本粒子的性质。

4. 电场探测器：电场探测器用于检测电场的存在和强度。

常见的电场探测器包括电场计和放电管等。

5. 电场屏蔽：电场屏蔽是通过电场屏蔽材料将电场限制在特定区域内。

电场屏蔽可用于保护电子设备免受外界电场的干扰。

总结：电场具有叠加性、无源性、等势性、电场强度、电场线和理想导体内的电场等特点。

电场的应用范围广泛，包括静电感应、能量转化、电场加速器、电场探测器和电场屏蔽等领域。

高中物理中的电场力在高中物理学中，电场力是一个重要的概念。

它描述了电荷周围空间中存在的电场对其他电荷施加的力。

了解电场力的性质和应用对于理解电学现象和解决相关问题至关重要。

1. 电场力的基本概念电场力是指电场对其他电荷施加的力。

电场是由电荷产生的，其强度和方向决定了其他电荷在该电场中受到的力的大小和方向。

根据库仑定律，电场力的大小与电荷之间的距离成反比，与电荷之间电荷量的乘积成正比。

电场力遵循叠加原理，即多个电荷共同作用的电场力等于各个电场力的矢量和。

2. 电场力的计算电场力的计算可以通过库仑定律进行。

库仑定律指出，两个点电荷之间的电场力正比于它们的电荷量乘积，反比于它们之间的距离的平方。

利用库仑定律可以计算出各种复杂电荷分布产生的电场力。

此外，对于均匀带电平板、均匀带电球壳等特殊情况，电场力的计算可以采用适当的近似方法，简化计算过程。

3. 电场力的方向电场力的方向由电荷的正负和电场的方向决定。

正电荷在电场中受力的方向与电场方向相同，负电荷则与电场方向相反。

当电荷不在电场中时，它将沿着电力线的方向移动，直到受到其他力的作用。

4. 电场力的应用电场力在生活和实践中有许多重要应用。

例如，电场力可以解释带电粒子在电场中的运动轨迹，进而解释静电现象和电场感应现象。

另外，静电喷涂、电化学、电子束加速器等技术都是基于电场力的应用。

电场力的研究对于理解电子学和电磁学的发展具有重要的意义。

总结：电场力是高中物理中的重要概念，它描述了电场对其他电荷施加的力。

通过理解电场力的基本概念、计算方法、方向性以及应用，我们可以更好地理解电学现象并解决相关问题。

对于深入学习和应用电学知识来说，电场力是必须要掌握的基础概念。