高考物理二轮复习基础知识手册第八章静电场文档格式.docx

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（3）比荷：

带电体的电荷量q与其质量m之比叫比荷。

例如：

电子的比荷为。

说明：

（1）元电荷只是一个电荷量，没有正负，不是物质。

电子、质子是实实在在的粒子，不是元电荷，其带电荷量为一个元电荷。

（2）元电荷是自然界中最小的电荷量，电荷量是不能连续变化的物理量，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。

3．点电荷：

若带电体大小与它们之间的距离相比可以忽略时，这样的带电体可以看成点电荷，点电荷是一种理想化模型。

知能解读：

（二）物体的三种起电方式

项目

摩擦起电

感应起电

接触起电

产生条件

两不同绝缘体摩擦

带电体靠近导体时

导体与带电体接触时

现象

两物体带上等量异种电荷

导体两端出现等量异种电荷

导体带上与带电体电性相同的电荷

微观

解释

不同物质原子核对核外电子约束力不同，摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体

导体中的自由电子受到带电体对它的排斥（或者吸引）而移向导体的远端（或近端）

电荷间的相互作用，使自由电子在带电体和导体上转移且重新分布

实质

均为电荷在物体之间或物体内部的转移

（三）电荷守恒定律

两种表述：

（1）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。

这个结论叫做电荷守恒定律。

（2）一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

（四）为库仑定律

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：

，式中k叫做静电力常量（）

3．适用条件：

①真空中；

②点电荷。

有人认为当时，由公式知，从物理意义上分析，这种观点是错误的，因为当时，两带电体已不能看成点电荷，也就不能满足库仑定律及其公式的适用条件，自然此说法也就不成立了。

4．使用公式计算时，一般是将点电荷电荷量的绝对值代入公式计算库仑力的大小，然后根据同种电荷相斥、异种电荷相吸来判断力的方向。

5．库仑力也称为静电力，若空间存在着多个点电荷时，某点电荷受到的静电力等于各个点电荷对它的静电力的矢量和。

方法技巧归纳

方法技巧：

（一）感应起电过程中导体带电性的判断方法

方法指导：

（1）带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。

（2）凡遇到接地问题时，该导体与地球组成一个导体，则该导体为近端，带异种电荷，地球为远端，带同种电荷。

（二）完全相同的导体球带电接触时电荷量的分配原则

完全相同的带电导体球相接触时，电荷分配遵从的规律：

同种电荷将平分总电荷量，异种电荷先中和后平分剩余总电荷量。

（三）三个自由点电荷的平衡问题的处理方法

（1）条件：

每个点电荷受到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条直线上；

“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。

（四）库仑力作用下平衡问题的处理方法

解决此类问题的基本方法：

（1）确定研究对象。

（2）分析受力情况，注意不要漏掉库仑力。

（3）列方程求解。

（五）静电力作用下的非平衡问题

分析静电力作用下的带电体的非平衡问题，方法与力学中相同，首先分析带电体受到的所有力，再依据牛顿第二定律进行求解；

对相互作用的系统，要注意灵活使用整体法与隔离法，并首先选用守恒的观点从能量的角度分析。

易错易混辨析

易错易混：

库仑定律的适用条件

库仑定律的适用条件是真空中的两个静止点电荷。

如带电体在题设环境中不能看成点电荷，则不能套用公式直接计算。

高考能力培养

高考能力：

（一）考纲解读

内容

要求

考纲解读

物质的电结构、电荷守恒

Ⅰ

了解电荷守恒定律的内容

静电现象的解释

了解静电现象的产生

库仑定律

Ⅱ

理解库仑定律的内容及适用条件，能结合平衡条件及牛顿第二定律等知识进行合理的逻辑推理及分析和解决综合问题。

点电荷

知道点电荷的含义

（二）能力培养

1．理解能力

2．推理能力、分析综合能力

二、电场的力的性质

（一）电场

1．电荷周围存在的一种特殊物质叫电场，电荷通过电场与其他电荷发生作用。

静止的电荷周围存在着静电场。

2．电荷之间的相互作用是通过电场发生的。

3．基本性质：

对放入其中的电荷有力的作用。

（二）试探电荷和场源电荷

1．试探电荷：

把一个带电荷量很小、尺寸也很小的电荷放入电场中，用来检验电场是否存在及其强弱分布情况，这样的电荷称为试探电荷或检验电荷。

特点：

尺寸足够小；

带电荷量足够小，对电场的分布不产生明显的影响。

2．场源电荷：

若被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷或源电荷。

（三）电场强度

1．定义：

物理学中把放入电场中某点的电荷所受到的力F跟它的电荷量q的比值叫做电场在该点的电场强度。

2．公式：

。

单位：

牛/库，符号为“N/C”。

3．性质：

（1）矢量性：

规定正电荷受力方向为该点电场强度的方向。

（2）唯一性：

电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放到该点的试探电荷q无关，它决定于形成电场的电荷（源电荷）及空间位置。

电场中每一点对应的电场强度与试探电荷无关。

（3）叠加性：

在同一空间，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的电场强度是各场源电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和，它遵守平行四边形定则（如图1-8-10所示）。

4．、的比较

公式

适用范围

适用于一切电场

仅适用于真空中点电荷的电场

说明

q是引入的试探电荷，故E与q无关

Q是产生电场的场源电荷，故E与Q有关

（四）电场线

为了形象地描述电场，人为地电场中画出一系列从正电荷（或无限远）出发到无限远（或负电荷）终止的曲线（或直线），使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线叫电场线。

2．特点：

（1）电场线是起始于正电荷，终止于负电荷（或终止于无穷远处），或者电场线是起始于无穷远处，终止于负电荷。

电场线不闭合。

（2）电场线上任一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致。

（3）电场线分布的疏密反映了电场的强弱，电场线分布密的地方电场强，电场线分布疏的地方电场弱。

如图所示，。

（4）电场线永远不相交，因为电场中某一点的电场强度只有唯一确定的方向，只能有一条电场线通过该点。

（5）电场线不是客观存在的，它是为了形象地描述电场而假想的。

3．几种典型电场的电场线的分布

电场

电场线图样

简要描述

正点电荷

发散状。

与电荷距离相等的点的电场强度大小相等，方向不相同

负点电荷

会聚状。

等量同种点电荷（正点电荷）

相斥状。

两点电荷连线之间的电场强度先变小后变大，连线的中点处电场强度为零；

从两点电荷连线中点O沿中垂面到无限远，电场强度先变大后变小；

连线或中垂面上关于O点对称的两点电场强度等大

等量异种点电荷

相吸状。

两点电荷连线之间的电场强度先变小后变大；

从两点电荷连线中点O沿中垂面到无限远，电场强度逐渐减弱；

连线或中垂面上关于O点对称的两点电场强度等大；

在两点电荷连线上，O点的场强最小，在中垂面上，O点的场强最大

匀强电场

互相平行的、等间距的、同向的直线

（五）匀强电场

在电场的某一区域里，如果各点电场强度大小和方向都相同，这个区域的电场叫匀强电场。

1．大小：

匀强电场的电场线是互相平行的直线，线间的距离相等。

如图1-8-12所示，两块靠近、正对且等大平行的金属板，分别带等量正负电荷时，它们之间的电场是匀强电场（边缘附近除外）。

（一）求电场强度的几种方法

（1）公式法

利用、、计算，注意各公式的应用范围。

（2）对称法

巧妙而合适地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化求电场强度，均可采用对称法求解。

（二）电场的叠加方法

如果场源电荷不止是一个点电荷，空间某点的电场强度应是各点电荷单独在该点产生电场强度的矢量和。

电场的叠加遵循平行四边形定则。

（三）带电粒子在电场中运动轨迹的判断方法

解此类问题需要注意三点：

（1）带电粒子的速度方向沿轨迹的切线方向；

（2）静电力的方向沿电场线的切线方向；

（3）静电力方向指向轨迹曲线的内侧。

（四）涉及静电力的平衡、加速问题的处理方法

解决与力学相关的问题，处理方法与力学中处理问题的方法一样，只不过多了一个静电力。

（一）误认为电场强度与试探电荷有关

电场强度是描述电场的力的性质的物理量，其大小和方向只由电场本身决定，与放不放试探电荷，以及放入的试探电荷的正负、电荷量的多少均无关。

（二）电场线和点电荷运动的轨迹的区别

1．电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的切线方向为该点的电场强度方向，也是正电荷在该点受力产生加速度的方向（与负电荷受力方向相反）。

运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向。

电场线和点电荷运动的轨迹是完全不同的两个概念。

2．电场线与运动轨迹不能混为一谈，在一般情况下，电场线与点电荷运动的轨迹不重合。

只有当电场线是直线（孤立点电荷产生的电场或匀强电场）、且带电粒子初速度为0或初速度方向在这条直线上、电荷仅受静电力或所受其他力的合力方向与电场线平行，这三个条件同时满足时，运动轨迹才和电场线重合。

这只是一种特殊的情况。

静电场

认识静电场

电场强度、点电荷的电场强度

理解电场强度的三个公式及适用条件，并能结合力学知识进行合理的逻辑推理及分析解决综合问题

电场线

了解电场线的特点及应用

2．推理能力

三、电场的能的性质

（一）静电力做功

1．静电力做功的特点

在电场中移动电荷时，静电力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，而与电荷的运动路径无关。

这一点与重力做功的情况类似。

2．在匀强电场中，静电力做的功，其中d为沿电场线方向的距离。

（二）电势能

电荷在电场中所具有的势能，用符号表示。

2．大小：

电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时所做的功。

3．标量性：

电势能只有大小、没有方向，是标量，但有正、负之分，其正负只表示比零电势能大