真空中两个带电小球
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计算电场强度的基本方法电场强度是静电学中最基本最重要的概念之一,是历年高考考查的热点。
高考中将静电学与力学、磁学等问题放在一起作为综合题考查在每年是必不可少的。
这些题目中往往涉及有电场力、电势和电势能等参数,这些参数与静电场最基本的物理性质参数——电场强度是紧密相关的。
因此,要解决好这些问题,我们首先必须熟练掌握计算电场强度的方法。
在这里,我们首先介绍一下计算电场强度的基本方法。
结合所分析的静电场的特点,很多求解电场强度的问题都可以用它来解决。
对于一些比较特殊的电场,我们将在下一节介绍一些特殊的方法,那些特殊的方法也是由这些基本方法衍生而来的,因此,我们需要掌握好这些基本方法。
下面来看一看这些基本方法。
方法特点电场强度的定义是检验电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷q的比值,用E表示。
因此,我们可以利用这一定义去求电场中某点的电场强度。
想办法求出电荷q在某点所受的电场力,使用公式FqE=,即可求出电场强度。
在这里需要注意两点:(1)这里q代表电量,如果带正电则值为正,此时E的方向与F相同;如果带负电则值为负,此时E的方向与F相反。
(2)由于E有方向,是矢量,因此我们可以使用矢量的运算法则(正交分解法、平行四边形法则、矢量三角形法则等)求几个不同的电场在某一点所产生的合场强。
根据这一定义,点电荷Q在周围某点所产生的场强为22QqF rqk QE kq r===。
根据这一定义以及匀强电场中电场力做功与电势能的关系有W F d qE d q U===,因此匀强电场的场强为UdE=。
从定义引出来的方法是最基本的方法,下面我们来看一看具体该怎么用。
经典体验(1)如图所示,带正电小球质量为m=1×10-2kg,带电量为q=1.6×10-6C。
置于光滑绝缘水平面上的A点,当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得速度v B=1.5m/s,此时小球的位移为s=0.15m,求此匀强电场的场强E的取值范围(g=10m/s2)。
电荷在电场中的受力分析1-1库仑定律(受力分析)库仑定律表达式:F = 221rq q k ;其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量,r 表示它们的距离,k 为比例系数,也叫静电力常量,k = 9.0×109N m 2/C 2.例1、真空中两个相同的等量同种电荷的金属小球A 和B (均可看成点电荷),分别固定在两处,两球间静电力为F ;如果用一个不带电的同样的金属小球C 先与A 接触,再与B 接触,然后移开C ,此时A 、B 两球间的静电力为F 1;如果将A 、B 间距离增大到原来的3倍,则A 、B 间的静电力为F 2,则F :F 1:F 2为多少?例2、如图所示、三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一条直线上,q 2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍,q 1、q 2之间的距离为L ,q 1、q 2、q 3的电荷量分别为+Q ,-3Q ,+4Q ,求每个电荷所受的静电力为多少?方向如何?例3、如图所示为一边长为L 的正方形,在A 、B 、C 、D 分别固定一个正电荷,电荷量为Q ,求C 点位置电荷所受的静电力。
例4、如图所示为一边长为L 的菱形,∠B=600,A 、B 、C 、D 分别固定一个正电荷,电荷量为Q ,求D 点位置电荷所受的静电力。
例5、如图所示为一半径为R的圆形,在A、B、C、D分别固定一个正电荷,电荷量为Q,求D点位置电荷所受的静电力。
例6、如图所示为一边长为L的正三角形,在A、B、C、O分别固定一个正电荷,(O点为三角形ABC的内切圆的圆心)电荷量为Q,求O点位置电荷所受的静电力。
例7、如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B,静止在图示位置,若固定的带正电的小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离.此时细绳的拉力为多少?例8、如图所示,两个完全相同的带电小球,电荷量均为q,细绳的长度为L,两小球均处于静止状态,则两个小球的质量为多少?此时细绳的拉力为多少?例8、如图所示,竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的小球A ,在Q 的正上方P 点用绝缘线悬挂一个小球B ,A 、B 两小球因带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角.由于漏电,A 、B 两小球的电荷量逐渐减小,悬线与竖直方向夹角θ逐渐减少,则在漏完电之前,拉力的大小将( )A .保持不变B .先变小后变大C .逐渐变小D .逐渐变大例9、如图所示,两个带电小球A 、B (可视为点电荷)的质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别为q 1和q 2,用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点,静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为21θθ和相等,求m 1和m 2的大小关系。
高考物理二轮复习:专题分层突破练7 电场带电粒子在电场中的运动A组1.只要空气中的电场足够强,空气就可以被“击穿”,成为导体。
某次实验中,电压为3×104 V的直流电源的两极连在一对平行的金属板上,当金属板间的距离减小到1 cm,板之间就会放电,则此次实验中空气被“击穿”时的电场强度大小为()A.3×102 V/mB.3×104 V/mC.3×106 V/mD.3×108 V/m2.如图所示,Q1、Q2为两个带等量正电荷的点电荷,在两者的电场中有M、N和O三点,其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点),N为过O点的垂线上的一点。
则下列说法正确的是()A.在Q1、Q2连线的中垂线位置可以画出一条电场线B.若将一个带正电的点电荷分别放在M、N和O三点,则该点电荷在M点时的电势能最大C.若将一个带电荷量为-q的点电荷从M点移到O点,则电势能减少D.若将一个带电荷量为-q的点电荷从N点移到O点,则电势能增加3.(2021上海高三二模)如图所示,四根彼此绝缘的带电导体棒围成一个正方形线框(导体棒很细),线框在正方形中心O点产生的电场强度大小为E0,方向竖直向下;若仅撤去导体棒C,则O点电场强度大小变为E1,方向竖直向上,则若将导体棒C叠于A棒处,则O点电场强度大小变为()A.E1-E0B.E1-2E0C.2E1+E0D.2E14.(2021江苏南京高三二模)某电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等差等势面,一电子在其中运动的轨迹如图中实线所示,a、b是轨迹上的两点,则()A.a点的电场强度大于b点的电场强度B.b点电场强度的方向水平向右C.a点的电势高于b点的电势D.电子在a点的电势能大于在b点的电势能5.(2021广东揭阳高三调考)电容式传感器可以将非电学量的微小变化转换成电容变化。
如图是一种利用电容式传感器测量油箱中油量的装置。
开关S闭合后,下列说法正确的是()A.油量减少时,电容器的电容增大B.油量减少时,电容器的带电荷量减小C.油量减少时,电流向上经过电流表GD.电流表G示数为零时,油箱中油量为零6.(2022天津蓟州第一中学)如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即U ab=U bc,实线为一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知()A.三个等势面中,c的电势最高B.带电质点通过P点的电势能比Q点大C.带电质点通过P点的动能比Q点大D.带电质点通过P点时的加速度比Q点小7.(多选)(2021福建高三二模)空间中有水平方向上的匀强电场,一质量为m,带电荷量为q的微粒在某竖直平面内运动,其电势能和重力势能随时间的变化如图所示,则该微粒()A.一定带正电B.0~3 s内电场力做功为-9 JC.运动过程中动能不变D.0~3 s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做功为12 J8.(2021上海高三二模)如图所示,质量为m=2 g的小球a穿在光滑的水平绝缘细杆上,杆长为1 m,小球a带正电,电荷量为q=2×10-7 C,在杆上B点处固定一个电荷量为Q=2×10-6 C的带正电小球b。
2021届高考物理三轮强化:静电场1.电场线的形状可以用实验来模拟,把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电 场,头发屑就按照电场的方向排列起来,如图所示。
关于此实验,下列说法正确的是()A.a 图是模拟两等量同种电荷的电场线B.b 图一定是模拟两等量正电荷的电场线C.a 图中的A 、B 应接髙压起电装置的两极D.b 图中的A 、B 应接高压起电装置的两极2.真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A 和B(可视为点电荷),分别固定在两处,它们之间的静电力为F 。
用一个不带电的同样金属球C 先后与A 、B 球接触,然后移开球C ,此 时A 、B 球间的静电力为( ) A.8F B.4F C.38F D.2F 3.A 、B 在某个点电荷电场中的一根电场线上,在A 点处放入一个静止的自由负电荷,它将沿电场线由静止向B 点运动,下列判断正确的是( )A.电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,加速度越来越小B.电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,其加速度大小的变化由题设条件不能确定C.电场线由A 指向B ,该电荷做匀加速运动D.电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,加速度越来越大4.如恩所示A 、B 是两个带异种电荷的小球,其质量分别为1m 2m ,所带电荷量分别为1q +和2q -,A 用绝缘细线1L 悬挂于O 点,A 、B 间用绝缘细线2L 相连。
整个装置处于水平向左的匀强电场中,平衡时1L 向左偏离竖直方向,2L 向右偏离竖直方向,则可以判定( )A.12m m =B.12m m >C.12q q >D.12q q <5.春节假期,某同学用易得的材料制作了一个简易的验电器,如图所示。
简易的验电器带有正电,它的金属箔片张开某一角度,用另一个有绝缘手柄的导体靠近验电器的金属丝,发现验电器的金属箔片的张角减小,关于导体的带电金属箱片情况,下列说法正确的是( )A.只可能带负电B.只可能带正电C.可能带负电或不带电D.以上说法都不正确6.两金属球球心相距r ,r 略大于两球半径之和,现让其分別带上异种电荷+Q 和-q ,则两带电球之间的相互作用力F 的大小应满足(k 为静电常量)( )A. 2Qq F kr = B. 2QqF k r>C. 2Qq F kr < D.r 越小,F 越接近于2Qq kr7.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。
专题8.6 带电体在电场中的平衡【考纲解读与考频分析】平衡是物质存在状态之一,带电体在电场中的平衡是高考考查重点。
【高频考点定位】:带电体在电场中的平衡考点一:带电体在电场中的平衡【3年真题链接】1.(2019全国理综I卷15)如图,空间存在一方向水平向右的匀强磁场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷【参考答案】D【命题意图】本题考查电场力、平衡条件及其相关知识点。
【解题思路】分别对两带电小球受力分析,由平衡条件可知P带负电荷,Q带正电荷,选项D正确。
【易错提醒】解答此题常见错误是把两个小球看作整体受力分析,陷入误区。
2. (2017海南高考)如图,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态。
现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动。
关于小球所受的电场力大小F 和绳子的拉力大小T ,下列判断正确的是( )A .F 逐渐减小,T 逐渐减小B .F 逐渐增大,T 逐渐减小C .F 逐渐减小,T 逐渐增大D .F 逐渐增大,T 逐渐增大 【参考答案】.A【名师解析】平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,两极板之间电压不变,现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动,由E=U/d 可知,电场强度减小,小球所受的电场力大小F 逐渐减小,由平衡条件可知绳子的拉力大小T 逐渐减小,选项A 正确。
3. (2018年11月浙江选考物理)电荷量为4×10-6C 的小球绝缘固定在A 点,质量为0.2kg 、电荷量为-5×10-6C 的小球用绝缘细线悬挂,静止于B 点。
A 、B 间距离为30cm ,AB 连线与竖直方向夹角为60°。
静电力常量为9.0×109N•m 2/C 2,小球可视为点电荷。
1.在空间的两点A和B分别置有点电荷+qA和+qB,且qA>qB.今欲引进第三个点电荷+qC,使qC置于适当位置而能受力平衡,则应将qC置于:A.BA的延长线上B.AB线段上C.AB的延长线上D.AB直线外的某处2.真空中有两个相同的金属小球,带电量分别为?1.0×10-8C和+3.0×10-8C,相距r时,相互作用为0.30N,现将两球相接触后再放回原处,则它们之间的相互作用力为N.3.将电量为3×10-6C的负电荷,放在电场中A点,受到的电场力大小为6×10-3N,方向水平向右,则将电量为6×10-6C的正电荷放在A点,受到的电场力为()A.1.2×10-2N,方向水平向右B.1.2×10-2N,方向水平向左C.1.2×102N,方向水平向右D.1.2×102N,方向水平向左4.真空中有两个点电荷,它们之间的相互作用力为F ,若使它们的电量都加倍,同时使它们之间的距离减为原来的1/2,则它们之间的相互作用力将变为__________.5.真空中电量分别为Q¬1=3q、Q2= -q的两个金属球(可看成点电荷),相距为r时,相互作用力为F,则:(1)当Q¬1、Q2距离变为r/2时,作用力将变为_______F;(2)当它们的电荷量都加倍,距离变为2r时,作用力将变为______ F;(2)若将这两个金属球相互接触,然后放回原处,则它们的相互斥力将变为_____ F。
6.真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为F。
如果保持这两个点电荷之间的距离不变,而将它们的电荷量都变为原来的3倍,那么它们之间静电力的大小变为( )A.F9 B.9F C.F81 D.81F7.在x轴的原点O和轴上的P点,分别固定同种电荷Q1和Q2,已知Q1<Q2,OP距离为2d,则场强为零的坐标x区间为()A.x>0 B.0<x< d C.d <x<2 d D.x>2 d[ 8.在绝缘光滑的水平面上,相隔一定距离同时从静止释放两个带同种电荷的小球,则对两小球的运动情况描述正确的是( ) A.做加速度逐渐增大的加速运动B.做加速度逐渐减小的加速运动C.做加速度逐渐减小的减速运动D.做匀加速直线运动9.下列说法中正确的是( ) A.电场线是从正电荷出发,终止于负电荷的曲线B.电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型C.当两个带电体的大小、形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时,这两个带电体均可看成点电荷D.根据公式E=kQ/r2,正确的理解是以点电荷Q为圆心,r为半径的球面上,各点场强相同10.下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是( )A.4Q 4Q 4Q B.4Q 5Q 3Q C.9Q 4Q 36QD.-4Q 2Q 3Q参考答案:1.答案:B解析:2.答案:0.10N解析:3.答案:C解析:4.答案:16F解析:5.答案:4,1,1/3解析:6.答案:B解析:7.答案:B8.答案:B解析:由于同种电荷间存在相互作用的排斥力,两球将相互远离,距离增大,根据库仑定律得知,相互作用力减小.由牛顿第二定律得知它们的加速度变小.随着两球间距离增大,电场力做功正功,电势能减少,总动能增加.所以速度增加9.答案:AC解析:由库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式,则根据电量的变化可得出接触后的作用力与原来作用力的关系10.答案:C解析:A、假设A、B都是正电荷,C必定要带负电,并且在AB电荷之间,由于B的电荷量较小,根据上述规律可知,由平衡条件和库仑定律有:两边电荷的电性是相同,中间电荷电性相反,两边的电量均大于中间电量,即“两同夹异,两大夹小”,故C正确,AB错误;D.由上分析,结合库仑定律与平衡条件可知,不能处于平衡状态,故D错误;1.把一个带电棒移近一个带正电的验电器,金箔先闭合而后又张开,说明棒上带的是( ) A.负电荷B.可以是正电荷,也可以是负电荷C.正电荷D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷2.为什么和衣服摩擦过的塑料尺子会将小纸头吸起?但在潮湿的天却不能成功?3.用两根绝缘丝线挂着两个质量相等的小球A和B,此时上下丝线受到的力分别为FA和FB.如果使A球带上正电,B球带上负电,上下丝线受的力分别为Fa和Fb,则()①FA<Fa ②FB<Fb ③FA=Fa ④FB>Fb A.①② B.③④ C.①④ D.②③4.有两个完全相同的金属小球P和Q(它们的大小可忽略不计),分别带电q和-5q.当它们在真空中相距一定距离时,彼此间作用力为F,若用绝缘手柄移动这两个小球将它们相接触后再放回原处,则它们之间的静电力变为…()A.F B.0.8F C.4F D.5F5.关于库仑定律的公式F=kQ1Q2/r2,下列说法中正确的是()A.真空中两个电荷中,大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力B.当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F →∞C.当两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了6.下列说法中正确的是( ) A.点电荷就是体积很小的带电体B.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C.据F=kq1q2/r2可知,当r→0时F→∞D.静电力常量的数值是由实验得出的7.在电场中的某点放入电量为q的负试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电量为2q的正试探电荷,则此时测得该点的场强()A.大小为E,方向和E相同B.大小为E,方向和E 相反C.大小为2E,方向和E相同D.大小为2E,方向和E 相反8.对库仑定律的应用,下列说法正确的是()A.公式F=k 适用于计算真空中两个静止点电荷的作用力B.由F=k可知,当r→0时,F→∞C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D.两个点电荷的电荷量各减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间的库仑力减为原来的一半9.两个不一样的金属小球,分别带上+3Q和-Q的电量,然后将两球接触后,它们带的电量一共为()A.3Q B.Q C.2Q D.-2Q 10.对于库仑定律,下面说法正确的是( ) A.库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷,它们的电荷量不相同时,它们之间的库仑力大小一定不相等D.当两个半径为r的带电量均为q的金属球中心相距为4r时,对于它们之间的静电力大小为kq2/16r2参考答案:1.答案:A2.答案:和衣服摩擦过的塑料尺子因带电会吸引小纸片,但在潮湿的天气却不能成功,因为净电荷能够通过潮湿的空气逃脱。
章末综合测评(一) 静电场(时间:90分钟分值:100分)1.(4分)人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电,带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引,对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。
防静电地板又叫作耗散静电地板,当它接地时,能够使电荷耗散。
地板在施工时,地板下面要铺设铝箔,铝箔要连接到地下预埋导体。
下列关于防静电地板的说法,正确的是( ) A.地板下面铺设铝箔的作用是防潮B.地板必须是绝缘体材料C.地板必须是导电的,如地板中含有导电纤维D.只要地板下面铺设铝箔,地板材料是绝缘的或导电的均可C[地板在施工时,地板下面要铺设铝箔,铝箔要连接到地下预埋导体,即要将地板上的静电导走,所以防静电地板必须是导电的,如地板中含有导电纤维,故选项C正确。
] 2.(4分)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,则以下判断正确的是( )A.a对b的静电力可能是斥力B.a对c的静电力一定是斥力C.a的电荷量可能比b少D.a的电荷量一定比c多B[根据电场力方向来确定各自电性,从而得出“两同夹一异”,因此a对b的静电力一定是引力,a对c的静电力一定是斥力,故A错误,B正确;同时根据库仑定律来确定电场力的大小,并由平衡条件来确定各自电荷量的大小,因此在大小上一定为“两大夹一小”,则a的电荷量一定比b多,而a的电荷量与c的电荷量无法确定,故C、D错误。
] 3.(4分)如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A、B电荷连线的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )A .A 、B 可能是带等量异号的正、负电荷B .A 、B 可能是带不等量的正电荷C .a 、b 两点处无电场线,故其电场强度可能为零D .同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等,方向一定相反D [根据电场线的特点,从正电荷出发到负电荷或无限远终止可以判断,A 、B 是两个等量同种电荷,A 、B 选项错误;电场线只是形象描述电场的假想曲线,a 、b 两点处无电场线,其电场强度也不为零,C 选项错误;在a 、b 两点处场强大小相等、方向相反,同一试探电荷在a 、b 两点所受电场力大小相等,方向一定相反,D 选项正确。
压轴题05带电粒子在电场中的运动1.本专题是电场的典型题型,包括应用静电力的知识解决实际问题。
高考中既可以在选择题中命题,更会在计算题中命题。
2024年高考对于电场的考查仍然是热点。
2.通过本专题的复习,不仅利于完善学生的知识体系,也有利于培养学生的物理核心素养。
3.用到的相关知识有:电场力的性质、电场力能性质、带电粒子在电场中的平衡、加速、偏转等。
近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在,重点考查类型静电场的性质,电容器的动态分析,电场中的图像问题,带电粒子在电场中的运动问题,力电综合问题等。
考向一:静电场力的性质1.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 q1q2r2,式中k=9.0×109N·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.(4)库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(5)应用库仑定律的四条提醒a.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.b.两个点电荷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.c.库仑力存在极大值,由公式F=k q1q2r2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.d.对于两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.2.电场强度的三个公式的比较电场强度――――→点电荷电场E =k Q r 2―――→任何电场E =F q ―――→匀强电场E =U d ――→叠加平行四边形定则3.电场强度的计算与叠加在一般情况下可由上述三个公式计算电场强度,但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时,上述公式无法直接应用。
2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版易错知识点总结单选题1、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,体积很大的带电体都不能看做点电荷B.根据库仑定律,当两个带电体间的距离r→0时,库仑力将趋向无穷大C.库仑定律和万有引力定律的表达式很相似,它们都是与距离平方成反比例的定律D.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力答案:CA.库仑定律适用于点电荷,当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷,与带电体的体积没有必然的联系,故A错误;B.当两个带电体间的距离r→0时,带电体不能看成点电荷,库伦定律不再适用,故B错误;C.库仑定律和万有引力定律的表达式分别为F 库=kq1q2r2F 万=Gm1m2r2可知它们都是与距离平方成反比例的定律,故C正确;D.q1对q2的静电力与q2对q1的静电力为一对相互作用力,大小相等,方向相反,故D错误。
故选C。
2、两个可看成点电荷的物体,所带的电荷量分别为2q和−q,两者在空间的电场线分布如图所示,以−q为圆心做圆,a、b两点为圆和两电荷连线的交点,过−q的中心做两电荷连线的垂线,c、d两点为垂线和圆的交点,以无穷远为电势零点,点电荷在空间某点与电荷距离为r处产生的电势为φ=kqr,以下说法正确的是()A.a点的场强小于b点的场强B.a点的场强小于d点的场强C.电子沿圆弧从a点经c点到b点,电势能一直增大D.电子沿圆弧从a点经c点到b点,电势能先减小后增大答案:CA.两点荷在a点产生的场强方向相同,在b点产生的方向相反,−q在圆上产生的场强大小相同,2q在a点产生的场强大于在b点产生的场强,根据矢量叠加,a的场强大于b点的场强,A错误;B.同时2q在a点产生的场强大于在d点产生的场强,且两电荷在d点产生的夹角大于零,a的场强大于d点的场强,B错误;CD.电势是标量,根据公式φ=kq r−q在圆上产生的电势相等,且为负值,从a经c到b,2q产生的电势越来越小,且为正值。
合格性考试讲义必修三第九章静电场及其应用第二节库仑定律一、电荷之间的作用力1.实验探究(1)带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角。
(2)在电荷量不变的情况下,小球离带电体越近,角度θ越大,离带电体越远,角度θ越小。
(3)在距离不变的情况下,带电体电荷量越大,角度θ越大,电荷量越小,角度θ越小。
(4)结论:影响两电荷之间相互作用力的因素:距离、电荷量。
电荷间的相互作用力随带电体间距离的减小而增大,随带电体所带电荷量的增加而增大。
二、库仑定律(1)内容:在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,其大小与它们的电量q1、q2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)公式:F=k q1q2r2,其中k叫静电力常量,数值k=9.0×109 N·m2/C2。
r指的是两个点电荷之间的距离。
(3)适用条件:①真空中;①点电荷;三、点电荷1.定义:物理上把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体称为点电荷.2.点电荷是理想化的物理模型,只有电荷量,没有大小、形状,类似于力学中的质点,实际不存在.3.理想化模型:当研究对象受多个因素影响时,在一定条件下人们可以抓住主要因素,忽略次要因素,将研究对象抽象为理想模型,从而使问题的处理大为简化.四、静电力计算1.两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。
2.两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
【学考演练】1.正误判断(1)体积很小的带电体都能看做点电荷.(×)(2)库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体.(×)(3)相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相等,它们之间的库仑力大小一定相等.(√)(4)库仑定律是库仑在前人工作的基础上通过实验总结出来的规律.(√)1.下列关于点电荷的说法正确的是()A.任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看成点电荷应以具体情况而定解析:选D一个带电球体能否看成点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断,因此选项D正确,A、B错误;元电荷是电荷量,点电荷是带电体的抽象,两者的内涵不同,所以选项C错误。