2021年高考物理一轮复习考点全覆盖 专题（27）电荷守恒定律 电场力的性质学案（原卷版+解析版）

中小学教育资源及组卷应用平台 2021年高考物理一轮复习考点全覆盖 （27）电荷守恒定律 电场力的性质（解析版） 考点解读： 一、库仑定律的理解和应用 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． 4. 理解 （1）库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用． （2）对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离． （3）对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示． ①同种电荷：F＜k；②异种电荷：F＞k. （4）不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r →0时，两个带电体已不能看做点电荷了． 二、电场强度 1．场强公式的比较 三个公式 2．电场的叠加 (1)电场的叠加：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． 三、电场线 1．特点 (1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电荷； (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相互垂直． 2．几种典型电场的电场线(如图1) 考向一：库仑定律的理解和应用 【例1】真空中带电荷量分别为+4Q和-6Q的两个相同的金属小球，相距一定距离时，相互作用力大小为F。若把它们接触一下后，再放回原处，它们的相互作用力大小变为( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】接触前库仑力?；接触后分开，两小球的电荷先中和后均分，则都为-Q，则库仑力，故选A。 【变式1】如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离为l，l为球壳外半径r的3倍．若使它们带上等量异种电荷，电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b之间的万有引力F1与库仑力F2为(　　) A．F1＝G，F2＝k B．F1≠G，F2≠k C．F1≠G，F2＝k D．F1＝G，F2≠k 【答案】D 【变式2】（多选）在真空中有两个点电荷，要使它们间的库仑力增大到原来的4倍，下面方法中可行的是 A．保持距离不变，两个点电荷的电量都加倍 B．只增大距离到原来的两倍 C．只减小距离到原来的一半 D．电量和距离都增大到原来的两倍 【答案】AC 【解析】设两个点电荷的电荷量分别为Q1、Q2，它们之间的距离为r，根据库仑定律得：它们之间的库仑力为，保持电荷间的距离不变，使每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍，则，故A正确；点电荷的带电荷量不变，使两点电荷间的距离增大到原来的2倍，它们之间的库仑力，故B错误。保持点电荷的带电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来倍，它们之间的库仑力，故C正确。使两点电荷的带电荷量和两点电荷间的距离同时增大到原来的2倍，它们之间的库仑力，故D错误。 考向二：电场强度的理解 【例2】如图所示，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Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角．关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是(　　) A．Ea＝ B．Ea＝Eb C．Ea＝Eb D．Ea＝3Eb 【答案】D 【解析】由题图可知，rb＝ra，再由E＝可得＝＝，故D正确． 【变式3】如图所示，真空中一条直线上有四点A、B、C、D，AB＝BC＝CD，只在A点放一电荷量为＋Q的点电荷时，B点电场强度为E，若又将等量异号的点电荷－Q放在D点，则(　　) A．B点电场强度为E，方向水平向右 B．B点电场强度为E，方向水平向左 C．BC线段的中点 ... ...