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第37 讲 静电力的性质
目录
复习目标
网络构建
考点一 电荷守恒定律 库仑定律
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 电荷守恒定律
知识点2 库仑定律
【提升·必考题型归纳】
考向1 库仑力作用下的平衡问题
考向2 库仑力作用下的加速运动问题
考点二 电场强度
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 电场强度大小和方向
知识点2 电场强度的叠加
【提升·必考题型归纳】
考向1 叠加法求电场强度
考向2 对称法求电场强度
考向3 补偿法求电场强度
考向4 微元法求电场强度
考点三 电场线
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 电场线的特点
知识点2 常见的电场线
知识点3 “电场线+运动轨迹”组合模型
【提升·必考题型归纳】
考向1 电场线的应用
考向2 电场线+运动轨迹”组合模型
真题感悟
1、理解和掌握库仑定律，并会用库仑定律处理有关带电体的平衡和加速问题。
2、理解和掌握电场强度的概念，并会求解有关电场强度的叠加问题。
3、理解和掌握电场线的特点，并会根据其特点处理有关问题。
1
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考点要求
考题统计
考情分析
（1）库仑定律
（2）电场强度
（3）电场线
2023 年山东卷第11 题
2023 年湖北卷第3 题
2023 年海南卷第12 题
高考对电场力性质的考查非常频繁，
大多在选择题中出现，题目难度各省
份大多不是太难，主要围绕着电场线
展开考查有关电场力的性质。
考点一 电荷守恒定律 库仑定律
知识点1 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 到另一个物体，或者从物体的一部分
到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持 。
静电力的性质
电荷守恒定律 库仑定律
1. 电荷守恒定律
2. 库仑定律
电场强度
1. 电场强度大小和方向
2. 电场强度的叠加
电场线
1. 电场线的特点
2. 常见的电场线
“电场线+ 运动轨迹”组合模型
2
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2.起电方式： 、 、感应起电。
3.带电实质：物体带电的实质是 。
知识点2 库仑定律
1.内容： 中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的 成正比，与它们的距离的 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＝ N·m2/C2，叫作静电力常量。
3.适用条件：(1) ；(2) 。
4.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.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。
6.库仑力作用下的平衡问题
(1)四步解决库仑力作用下的平衡问题：
(2)三个自由点电荷的平衡问题：
①平衡条件：每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷平衡的位置是另外两个点电荷的合场
强为零的位置。
②平衡规律：
(3)利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题：
常见模型
几何三角形和力的矢量三角形
比例关系
3
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考向1 库仑力作用下的平衡问题
1．如图所示，质量为m 的小物块P 和小球Q 均可视为点电荷，电荷量相同。置于粗糙水平面上的斜面体
倾角为θ、质量为M，将小物块P 放在粗糙的斜面体上。当小球Q 放在与P 等高（PQ 连线水平）时，P 静
止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，此时经测量小物块与小球Q 的距离为r。设静电力常量为
k，则下列说法正确的是（ ）
4
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A．小球Q 所带电荷量为
B．P 对斜面体的压力为FN=mgcosθ
C．斜面体对地面的压力为（M+m）g
D．斜面体受到地面的摩擦力为0
2．如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方C 处固定一带正电的点电荷，
不带电的小球A 与带正电的小球B 通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，
。若B 球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），在B 球到达O 点正下方前，下列说法正确的是（
）
A．A 球的质量小于B 球的质量
B．此过程中A 球保持静止状态
C．此过程中点电荷对B 球的库仑力逐渐增大D．此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小
考向2 库仑力作用下的加速运动问题
3．如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为
和
的小球
、
，两小球带异种电荷。将方向水平向
右、大小为
的力作用在
上，当
、
间的距离为
时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左
的力作用在
上，欲使两小球间的距离保持为
并相对静止，则外力的大小应为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．质量均为m 的三个带电小球A、B、C 用三根长度均为l 的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平
面上，A 球的电荷量为＋q。在C 球上施加一个水平向右的恒力F 之后，三个小球一起向右运动，三根丝
线刚好都伸直且没有弹力，F 的作用线的反向延长线与A、B 间的丝线相交于丝线的中点，如图所示。已
知静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．B 球的电荷量可能为＋2q
B．C 球的电荷量为－2q
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C．三个小球一起运动的加速度大小为
D．恒力F 的大小为
考点二 电场强度
知识点1 电场强度大小和方向
1．定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力F 与它的电荷量q 的 。
2．定义式：E＝。单位为N/C 或V/m。
3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度，E＝。
4．方向：规定 在电场中某点所受 的方向为该点的电场强度方向。
5．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 和，遵从
定则。
知识点2 电场强度的叠加
1.叠加法：多个点电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。
2.对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简
化。
3.补偿法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，然后再应用对称的特点进行分析，
有时还要用到微元思想。
4.微元法：将带电体分成许多电荷元，每个电荷元看成点电荷，先根据库仑定律求出每个电荷元的场强，
再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。
考向1 叠加法求电场强度
1．若田径场跑道是圆形，在跑道上等间距的三个点A、B、C（其中C 点为正南点）上各固定一个带均匀
等量正电荷的篮球，如图所示。设单个带电篮球在田径场中心产生的电场强度大小为
，则这三个带电篮
球在跑道上的正北点产生的合场强大小E 为（ ）
A．
B．
C．
D．
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2．如图所示，真空中有一个三棱锥
，三棱锥各边长均为
，在A、
三点分别放置电荷量为
的正点电荷，现在要外加一个匀强电场，使
点的场强为0，则匀强电场的场强为（ ）
A．
B．
C．
D．
考向2 对称法求电场强度
3．半径为R 的绝缘圆环固定放置，圆心为O，环上均匀分布着电荷量为Q 的负电荷．如图所示，在A、B
两处分别取走弧长为
的圆弧，圆环上剩余电荷的分布不变，
、
分别是A、B 间两段圆弧
的中点，已知
，静电力常量为k，则圆环上剩余电荷在O 点产生的场强的大小和方向为（ ）
A．
，由O 指向
B．
，由O 指向
C．
，由O 指向
D．
，由O 指向
4．电荷量为+Q 的点电荷与半径为R 的均匀带电圆形薄板相距2R，点电荷与圆心O 连线垂直薄板，A 点位
于点电荷与圆心O 连线的中点，B 与A 关于O 对称，若A 点的电场强度为0，则（ ）
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A．圆形薄板所带电荷量为+Q
B．圆形薄板所带电荷在A 点的电场强度大小为
，方向水平向左
C．B 点的电场强度大小为
，方向水平向右
D．B 点的电场强度大小为
，方向水平向右
考向3 补偿法求电场强度
5．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB
上均匀分布正电荷，其电荷量为q，球面半径为R，CD 为通过半球顶点与球心O 的轴线，在轴线上有M、
N 两点，OM=ON=2R．已知M 点的场强大小为E，则N 点的场强大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如
图所示，半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在过球心O 的直线上有A、B 两个点，O 和
B、B 和A 间的距离均为R.现以
为直径在球内挖一球形空腔，已知静电力常量为k，球的体积公式为
，则A 点处场强的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
考向4 微元法求电场强度
7．如图所示，长为4l，倾角为37°的光滑绝缘细杆AD 垂直穿过半径为l、带电量为－Q 的固定大圆环圆心
O，细杆上B、O、C 三点等分细杆长度。现从细杆的顶端A 无初速度地释放一个质量为m，带电量为＋q
的套在细杆上的可视为点电荷的小滑环。已知静电力常量为k，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，
大圆环上的电荷均匀分布，小滑环上的电荷不影响电场分布，则下列说法正确的是（ ）
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A．大圆环在B 点产生的场强大小为
B．小滑环在B 点的加速度大小为
C．小滑环从B 到C 的过程中电场力所做的功为
D．小滑环在D 点的速度大小为
8．如图所示，一半径为r 的圆环上均匀分布着正电荷，电量为+Q，x 轴垂直于环面且过圆心O．在x 轴上
距圆心O 距离s 处有一点P，则
A．O 点的电场强度为零，电势最低
B．从O 点沿x 轴正方向，电场强度先增大后减小
C．P 点的场强大小
D．P 点的场强大小
考点三 电场线
知识点1 电场线的特点
1．定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的 及 ，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点
的 都跟该点的电场强度方向一致，曲线的 表示电场强度的大小。
2．电场线的特点
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知识点2 常见的电场线
1.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较
比较
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线分布图
电荷连线上的
电场强度
沿连线先变小后变大
O 点最小,但不为零
O 点为零
中垂线上的
电场强度
O 点最大,向外逐
渐减小
O 点最小,向外先
变大后变小
关于O 点对
称位置的电
场强度
A 与A'、B 与B'、C 与C'
等大同向
等大反向
2.电场线的应用(涉及电势部分将在下一节进一步研究)
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知识点3 “电场线+运动轨迹”组合模型
模型特点:当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现
象”,其实质为“运动与力”的关系。运用牛顿运动定律的知识分析:
(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的
切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。
(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、电场的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。若
已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。
考向1 电场线的应用
1．如图所示，在真空中固定两个等量的异号点电荷+Q 和－Q，O 点为两点电荷连线的中点，MN 为过O 点
的一条线段，且M 点与N 点关于O 点对称。P 点与M 点关于两点电荷的连线对称。则下列说法正确的是
（ ）
A．P、N 两点的电势相等
B．M、N 两点的电场强度相同
C．将试探电荷从M 点沿直线移到P 点的过程中，电荷所受电场力先减小后增大
D．将带负电的试探电荷从M 点沿直线移到N 点的过程中，电荷的电势能一直减少
2．如图所示，两等量同种点电荷+q（q>0）固定在菱形的两个顶点A、C 上。E、F 是该菱形对角线AC 与
其内切圆的交点，O 点为内切圆的圆心，a、b、c、d 四点为切点。现有一带正电的点电荷从E 点由静止释
放，下列说法正确的是（ ）
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A．a、b、c、d 四点的电场强度相同
B．D、O、B 三点的电势相等
C．点电荷在从E 点运动到O 点的过程中电场力做正功
D．点电荷从E 点运动到F 点的过程中速度一直增大
考向2 电场线+运动轨迹”组合模型
3．如图，是利用高压电场来干燥中药的基本原理图．在大导体板MN 上铺一薄层中药材，针状电极O 和
平板电极MN 接高压直流电源，其间产生非匀强电场E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端
带正电荷，另一端带等量负电荷；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用
下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD 是某一水分子从A 处由静止开始的运动轨迹．
则下列说法正确的是（ ）
A．水分子在B 处时，上端带负电荷，下端带正电荷
B．在水分子运动轨迹上，B、C 和D 三点的电势大小关系为
C．如果把高压直流电源的正、负极反接，此装置达不到干燥的作用
D．水分子在B 处时，带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力
4．真空中静止点电荷Q1、Q2所产生的电场线分布如图所示，图中A、B 两点关于点电荷Q2水平对称。某
带电粒子（仅受电场力作用）在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，C、D 是轨迹上的两个点。以下说法
正确的是（ ）
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A．A、B 两点的场强大小相等
B．A 点的电势大于B 点电势
C．该粒子带正电，在C 点的加速度小于D 点的加速度
D．该粒子带负电，在C 点的加速度大于D 点的加速度
1．（2023 年湖南卷高考真题）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和
Q3，P 点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P 点处的电场强度为零，
q > 0，则三个点电荷的电荷量可能为（ ）
A．Q1= q，
，Q3= q
B．Q1= －q，
，Q3= －4q
C．Q1= －q，
，Q3= －q
D．Q1= q，
，Q3= 4q
2．（2023 年海南卷高考真题）如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B 两点，AO = 2cm，
OB = 4cm，在AB 固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨道内侧P 点
（小球可视为点电荷），已知AP：BP = n：1，试求Q1：Q2是多少（ ）
A．2n2：1
B．4n2：1
C．2n3：1
D．4n3：1
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