第1講　電場(chǎng)力的性質(zhì)一、電荷守恒定律
四、電場(chǎng)線1．定義：為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的_____及_____，在電場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的_________都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，曲線的_____表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。2．電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線起始于______ (或無(wú)窮遠(yuǎn)處)，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處(或負(fù)電荷)，電場(chǎng)線不閉合。(2)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線不相交。(3)同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線密的地方_________大。(4)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的_________方向。(5)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)_____。(6)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處_____。
(4)在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，以點(diǎn)電荷為球心的同一球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都相同。( )(5)在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越小。( )(6)在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大。( )(7)試探電荷在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中一定做直線運(yùn)動(dòng)。( )(8)無(wú)論正點(diǎn)電荷還是負(fù)點(diǎn)電荷，離電荷越遠(yuǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度越小。( )
解析：庫(kù)侖定律的適用范圍是真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用，故A錯(cuò)誤；帶電空心金屬球的電荷均勻分布在金屬球的外表面，球內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均為零，所以置于帶電空心球球心處的點(diǎn)電荷所受靜電力為零，故B正確；當(dāng)兩個(gè)半徑均為r、帶電荷量均為Q的金屬球中心相距為3r時(shí)，兩者不能看作點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不再適用，故C錯(cuò)誤；兩點(diǎn)電荷間的靜電力是相互作用力，大小相等，方向相反，故D錯(cuò)誤。答案：B
3．[庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題] 如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則 (　 )A．P和Q都帶正電荷B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷
解析：細(xì)繩豎直，把P、Q看作整體，則整體在水平方向不受力，對(duì)外不顯電性，帶等量異種電荷，故A、B錯(cuò)誤；如果P、Q帶不同性質(zhì)的電荷，受力如圖所示，由圖知，P帶負(fù)電荷、Q帶正電荷時(shí)符合題意，故C錯(cuò)誤，D正確。答案：D　
4．[三個(gè)自由電荷的平衡問(wèn)題]如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場(chǎng)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(　 )A．正，B的右邊0.4 m處B．正，B的左邊0.2 m處C．負(fù)，A的左邊0.2 m處D．負(fù)，A的右邊0.2 m處
[要點(diǎn)自悟明]1．應(yīng)用庫(kù)侖定律的三條提醒(1)作用力的方向：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電荷連線方向。(2)兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的靜電力滿足牛頓第三定律：大小相等、方向相反。(3)在兩帶電體的間距及電荷量之和一定的條件下，靜電力存在極大值：當(dāng)q1＝q2時(shí)，F(xiàn)最大。2．四步解決靜電力作用下的平衡問(wèn)題
3．三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡條件及規(guī)律
(二) 電場(chǎng)線的理解與應(yīng)用(精研點(diǎn))研清微點(diǎn)1　幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布　1．(多選)如圖所示的四種電場(chǎng)中均有a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是 (　 )
A．甲圖中，與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)B．乙圖中，兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)C．丙圖中，兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)D．丁圖中，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn)解析：根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知題圖甲中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，則電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；題圖乙中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，場(chǎng)強(qiáng)方向都與中垂線垂直向左，則a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故B正確；題圖丙中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，故C錯(cuò)誤；題圖丁的勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故D正確。答案：BD　
一點(diǎn)一過(guò)等量點(diǎn)電荷電場(chǎng)特點(diǎn)對(duì)比
研清微點(diǎn)2　電場(chǎng)線的應(yīng)用　2．(多選) 如圖所示，實(shí)線為三個(gè)電荷量相同的帶正電的點(diǎn)電荷Q1、Q2、Q3的電場(chǎng)線分布，虛線為某試探電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡，則下列說(shuō)法正確的是 (　 )A．該試探電荷為負(fù)電荷B．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大C．該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能先增加后減少D．該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能先增加后減少
解析：電場(chǎng)力方向指向軌跡曲線凹側(cè)，由題意及圖像可知，該試探電荷為正電荷，A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可知，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，B正確；該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力與速度方向的夾角先是鈍角后變成銳角，即電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，試探電荷的電勢(shì)能先増加后減少，動(dòng)能先減少后增加，C正確，D錯(cuò)誤。答案：BC
研清微點(diǎn)3　電場(chǎng)線與軌跡的運(yùn)動(dòng)分析　3．如圖所示的實(shí)線為某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線是僅在電場(chǎng)力作用下某帶負(fù)電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、B、C、D是電場(chǎng)線上的點(diǎn)，其中A、D兩點(diǎn)在粒子的軌跡上，下列說(shuō)法正確的是 (　 )A．該電場(chǎng)可能是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的B．由圖可知，同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間是可以相交的C．將該粒子在C點(diǎn)由靜止釋放，它可能一直沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)D．該粒子在A點(diǎn)的速度一定大于在D點(diǎn)的速度
解析：正點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)線是從正點(diǎn)電荷出發(fā)，呈輻射狀分布的，A錯(cuò)誤；同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間不能相交，否則同一點(diǎn)具有兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向，B錯(cuò)誤；電場(chǎng)中的帶電粒子受力的方向沿電場(chǎng)線的切線方向，由于C點(diǎn)所在電場(chǎng)線為曲線，所以將該粒子在C點(diǎn)由靜止釋放，它一定不能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受力的方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，該粒子帶負(fù)電，可知場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)是從B到C，A點(diǎn)的電勢(shì)高于D點(diǎn)的電勢(shì)，故從A到D電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，粒子的動(dòng)能減少，則粒子在A點(diǎn)的速度較大，D正確。答案：D
一點(diǎn)一過(guò)分析電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題的方法（1）“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”——畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線(“速度線”)與在初始位置電場(chǎng)線的切線(“力線”)方向，從二者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)動(dòng)的情況。（2）“三不知時(shí)要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向(或等勢(shì)面電勢(shì)的高低)、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面。若已知其中的任一個(gè)，可順次分析判定各待求量；若三個(gè)都不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。
(三) 電場(chǎng)強(qiáng)度的理解與計(jì)算(精研點(diǎn))1．電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)
2．電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式
[多維訓(xùn)練]題型1　點(diǎn)電荷周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算1．電荷均勻分布的帶電球體在球體外部產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與位于球心處等電荷量的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相等。已知地球所帶的電荷量約為4×105 C，地球的半徑約為6 000 km，靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，若將地球視為一個(gè)均勻帶電球體，則地球表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度大小約為 (　 )A．50 N/C B．100 N/CC．200 N/C D．300 N/C

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