高考物理复习第七章 静电场Word文件下载.docx

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电场强度的计算最多考虑两个电场的叠加

匀强电场中电势差和电场强度的关系

带电粒子在匀强电场中的运动

只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况

电容　电容器

知识网络

第1讲　库仑定律　电场力的性质

（本讲对应学生用书第101103页）

考纲解读

1.理解电场强度的定义、意义及表示方法.

2.熟练掌握各种电场的电场线分布,并能利用它们分析解决问题.

3.会分析、计算在电场力作用下的电荷平衡及运动问题.

基础梳理

1.自然界中只存在　　　　电荷和　　　　电荷,同种电荷相互　　　　,异种电荷相互　　　　.带电体的三种起电方式:

接触起电、　　　　、　　　　. 

2.元电荷:

最小的电荷量,其值为e=　　　　　　.其他带电体的电荷量皆为元电荷的　　　　. 

3.点电荷:

是一种理想化的物理模型,当带电体本身的　　　　和　　　　对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷. 

4.库仑定律

（1）内容:

真空中两个静止　　　　之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成　　　　,与它们的距离的二次方成　　　　,作用力的方向在它们的　　　　上. 

（2）公式:

F=　　　　　　,其中比例系数k叫做静电力常量,k=9.0×

109N·

m2/C2. 

（3）适用条件:

①　　　　,②　　　　. 

5.电场强度:

电场中,试探电荷受到的　　　　与其电荷量的比值,简称场强;

它是描述　　　　及　　　　的物理量.定义式:

E=. 

6.场强方向的规定:

场强既有大小,又有方向,是矢量;

电场中某点的场强方向跟正电荷在该点受到的电场力方向　　　　,与负电荷在该点受到的电场力方向　　　　.某点的场强大小及方向取决于　　　　,与试探电荷q的正负、大小及是否存在无关.如果有几个场源存在,某点的合场强就等于各个场源在该点产生的场强的　　　　. 

7.电场线:

电场线是画在电场中一条条有方向的曲线,曲线上每点的　　　　方向表示该点的场强方向.其特点:

（1）电场线是起始于　　　　或　　　　,终止于　　　　或　　　　的非闭合曲线;

（2）电场线在电场中不相交;

（3）电场线的　　　　程度反映场强的大小. 

8.匀强电场:

电场中各点的场强大小　　　　,方向　　　　,匀强电场中的电场线是间隔相等的　　　　. 

1.正　负　排斥　吸引　摩擦起电　感应起电

2.1.60×

10-19C　整数倍

3.大小　形状

4.

（1）点电荷　正比　反比　连线　

（2）k　（3）真空中　点电荷

5.电场力　电场强弱　方向

6.相同　相反　电场本身　矢量和

7.切线　正电荷　无限远处　负电荷　无限远处　疏密

8.相等　相同　平行线

库仑定律的理解及应用　　　 

1.对库仑定律的理解

（1）适用条件

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.

（2）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,为斥力;

异种电荷相互吸引,为引力.

2.分析库仑力作用下的平衡问题的思路

（1）确定研究对象.如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”,一般是先整体后隔离.

（2）对研究对象进行受力分析.

有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力.

（3）列平衡方程（F合=0或Fx=0,Fy=0）或用平衡条件推论分析.

3.三个自由点电荷的平衡问题

（1）条件:

两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的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.

典题演示1　（2015·

金陵中学）如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F.今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开.这时,A、B两球之间的相互作用力的大小是（　　）

A.B.

C.D.

【解析】A、B两球互相吸引,说明它们必带异种电荷,假设它们带的电荷量分别为±

q.当第三个不带电的C球与A球接触后,A、C两球带电荷量平分,假设每个球带电荷量为q'

=+,当再把C球与B球接触后,两球的电荷先中和,再平分,每球带电荷量q″=-.由库仑定律F=知,当移开C球后,由于r不变,所以A、B两球之间的相互作用力的大小是F'

=.A项正确.

【答案】A

典题演示2　（2016·

盐城中学）如图所示,真空中的两带电小球（可看做是点电荷）,通过调节悬挂细线的长度使两小球始终保持在同一水平线上,下列说法中正确的是（　　）

A.若只增大r,则T1、T2都增大

B.若只增大m1,则θ1增大,θ2不变

C.若只增大q1,则θ1增大,θ2不变

D.若只增大q1,则θ1、θ2都增大

【解析】对m1进行受力分析,由平衡条件得m1gtanθ1=k,T1=;

同理对m2有m2gtanθ2=k,T2=.由以上各式可知D正确.

【答案】D

对电场强度的理解　　　 

1.场强的三个表达式的比较

　　表达式

比较　　　

E=

E=k

意义

电场强度定义式

真空中点电荷的电场强度决定式

匀强电场中E与U的关系式

适用条件

一切电场

①真空

②点电荷

匀强电场

决定因素

由电场本身决定,与q无关

由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定

由电场本身决定

　　2.叠加原理:

多个电荷在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矢量和,这种关系叫电场强度的叠加,电场强度的叠加遵循平行四边形定则.

3.等量同种和异种点电荷的电场线的比较

比较项目

等量同种点电荷

等量异种点电荷

电场线图示

连线中点O处的场强

为零

中垂线上最大

连线上最小

由O沿中垂线向外场强的变化

先变大后变小

逐渐减小

关于O点对称的两点A与A'

B与B'

场强的关系

等大、反向

等大、同向

典题演示3　（多选）（2015·

海安中学）用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:

O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则（　　）

A.B、C两点场强大小和方向都相同

B.A、D两点场强大小相等,方向相反

C.E、O、F三点比较,O点场强最弱

D.B、O、C三点比较,O点场强最弱

【解析】观察等量异种点电荷电场的电场线可以得出B与C两点、E与F两点、A与D两点的电场强度分别相等,所以选项A正确,B错误;

由从O点开始沿中垂线到无限远电场强度逐渐减小到零知,选项C错误;

在两电荷连线之间从中点向两边电场强度逐渐增大,所以选项D正确.

【答案】AD

典题演示4　（2016·

湖北武汉调研）如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f.等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时,在圆心O产生的电场强度大小为E.现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上,使O点的电场强度改变.则下列说法中正确的是（　　）

A.移至c点时,O点的电场强度大小仍为E,沿Oe方向

B.移至b点时,O点的电场强度大小为E,沿Oc方向

C.移至e点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向

D.移至f点时,O点的电场强度大小为E,沿Oe方向

【解析】由真空中点电荷的电场强度E1=k可知等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时,2E1=E,正点电荷至c点时,正点电荷的场强方向为Of方向,负点电荷场强方向为Od方向,它们夹角为120°

所以O点的电场强度大小仍为E,故A错误;

移至b点时,正点电荷的场强方向为Oe方向,负点电荷场强方向为Od方向,O点的电场强度大小为E,沿Od与Oe的角平分线方向,故B错误;

移至e点时,正点电荷的场强方向为Ob方向,负点电荷场强方向为Od方向,它们夹角为120°

O点的电场强度大小为,沿Oc方向,故C正确;

移至f点时,正点电荷的场强方向为Oc方向,负点电荷场强方向为Od方向,O点的电场强度大小为E,沿Od与Oc的角平分线方向,故D错误.

【答案】C

电场线与运动轨迹的问题　　　 

1.电场线与运动轨迹的关系

根据电场线的定义,一般情况下,带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下3个条件时,两者才会重合:

（1）电场线为直线.

（2）电荷的初速度为零,或速度方向与电场线平行.

（3）电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行.

2.解题思路

（1）根据带电粒子的弯曲方向,判断出受力情况.

（2）把电场线方向、受力方向与电性相联系.（3）把电场线疏密程度和受力大小、加速度大小相联系,有时还要与等势联系在一起.

典题演示5　（2016·

常州中学）一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D上,另一个带电粒子射入该区域时,恰好能经过正方形的另外三个顶点A、B、C,运动粒子轨迹如图所示.下列说法中正确的是（　　）

A.根据轨迹可判断该带电粒子带正电

B.粒子经过A、B、C三点速率大小关系是vB>

vA=vC

C.粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是aA=aC>

aB

D.A、C两点的电场强度相同

【解析】由轨迹和力的关系可知带电粒子带负电,故A错误;

由于A、C到点电荷的距离相等,电势相等,而B到点电荷的距离大于A、C到点电荷的距离,所以粒子从A到B做负功,由动能定理可知vA>

vB,故B错误;

由E=k可知,A、C场强大小相等,方向不同,故D错误;

而B到点电荷的距离大于A、C到点电荷的距离,所以aA=aC>

aB,故C正确.

电场中的力电综合问题　　　 

1.解答思路

2.运动情况反映受力情况

（1）物体静止（保持）:

F合=0.

（2）做直线运动

①匀速直线运动,F合=0.

②匀变速直线运动:

F合≠0,且F合与速度方向在一条直线上.

（3）曲线运动:

F合≠0,F合与速度方向不