浙江省版高考物理总复习第六章静电场选考部分b版.docx

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浙江省版高考物理总复习第六章静电场选考部分b版

第六章静电场

[加试要求]

1．电荷及其守恒定律（c）　2.电场强度（c）　3.电势能和电势（c）　4.电势差（c）　5.电势差与电场强度的关系（c）　6.静电现象的应用（b）　7.电容器的电容（c）　8.带电粒子在电场中的运动（d）　

第1讲　电场的基本性质

[考纲解读]　

（1）理解电场强度的定义、意义及表示方法。

（2）掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决简单问题。

（3）知道电势的定义式，理解φ与Ep、q无关。

（4）理解电场力做功与电势能变化的关系。

（5）知道电势差与电场力做功的关系式，会用该式进行计算。

（6）掌握匀强电场中场强与电势差的关系式，知道1V/m＝1N/C。

考点一　电荷及电荷守恒定律

[知识梳理]

1．元电荷、点电荷

（1）元电荷：

e＝1.6×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。

（2）点电荷：

当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。

2．静电场

（1）定义：

存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。

（2）基本性质：

对放入其中的电荷有力的作用。

3．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。

（2）起电方式：

摩擦起电、接触起电、感应起电。

（3）带电实质：

物体带电的实质是得失电子。

[规律方法]

1．电荷分配规律

两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先“中和”，然后“平均分配”于两球。

分配前后正、负电荷之和（代数和）不变。

2．最小的电荷量叫做“元电荷”。

电荷量都是元电荷的整数倍，所以电荷量不能连续变化。

3．质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷。

[题组训练]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．（基础考点→对元电荷的认识）（2016·东阳市联考）（多选）科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位，关于元电荷，下列说法中正确的是（　　）

A．把质子或电子叫元电荷

B．1.60×10－19C的电荷量叫元电荷

C．电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷

D．质子带有最小的正电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷

解析　元电荷不是电荷种类，而是表示最小的电荷量，数值为1.60×10－19C，其大小和质子、电子所带电荷量的绝对值相等，故选项A错误，选项B、C、D正确。

答案　BCD

2．（基础考点→对物体带电的理解）1746年，富兰克林提出正、负电荷的概念，并且人们认识到自然界中只存在正、负两种电荷，对于物体通常呈电中性的现象，下列判断正确的是（　　）

A．物体没有电荷

B．物体的正负电荷一样多

C．物体很容易失去电荷

D．以上说法都不正确

解析　物质由原子组成，原子由原子核和核外电子组成，电子带负电，原子核带正电，原子核内正电荷数目和核外负电荷数目是相同的，原子呈电中性，由中性原子组成的物体，对外表现为不带电状态，物体呈电中性，由此可知，选项B正确。

答案　B

3．（基础考点→电荷分配规律的应用）（2016·丽水市调研）完全相同的金属小球A、B，A球带电荷量为＋16Q，B球带电荷量为－8Q，现将A与B接触后分开，则A、B两球的带电荷量分别为（　　）

A．－8Q，＋16QB．＋8Q，＋8Q

C．＋4Q，＋4QD．－4Q，－4Q

解析　因两球带异种电荷，所以A与B接触后应是先中和，后把剩余的电荷量平分，即A、B两球的带电荷量都为q＝

＝4Q，选项C对。

答案　C

考点二　电场强度

[知识梳理]

1．电场强度、点电荷的场强

（1）定义：

放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。

（2）定义式：

E＝

。

单位：

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＝k

。

（4）方向：

规定正电荷在电场中某点所受电场力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矢量和，遵从平行四边形定则。

2．匀强电场

如果电场中各点电场强度的大小相等，方向相同，这样的电场叫作匀强电场。

3．电场线

（1）定义：

为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。

（3）几种典型电场的电场线（如图所示）。

[规律方法]

1．描述电场有两种方法

电场线和电场强度。

电场线较形象、直观，疏密程度反映电场的强弱，方向为电场线上该点的切线方向。

2．电场强度的大小及方向

（1）电场强度的大小可以用公式计算

（2）电场强度的大小可以用电场线的疏密程度表示，电场越强的地方，电场线越密；电场强度是矢量，它的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同，即沿着电场线的切线方向。

[题组训练]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．（基础考点→对电场强度概念的理解）关于电场强度的概念，下列说法正确的是（　　）

A．由E＝

可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比

B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关

C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关

D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

解析　电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与试探电荷的受力情况及电荷性质无关，故A、D错误，C正确；电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，但场强方向与试探电荷的正负无关，B错误。

答案　C

2．（高考必考点→电场强度概念及定义式E＝

的理解）在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的电场力为F，该点电场强度为E＝

，那么下列说法正确的是（　　）

A．若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零

B．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的场强就变为

C．若在该点放一个电荷量为－2q的检验电荷，则该点场强大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向

D．若在该点放一个电荷量为－

的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的场强方向

解析　电场中某点的电场强度是由场源电荷和该点的位置决定的，而与检验电荷是否存在、检验电荷的电性、电荷量无关。

故正确答案为D。

答案　D

3．（高考热点→电场线的特点）（2016·余姚市调研）如图所示，关于a、b两点的电场强度的大小及方向，以下表述正确的是（　　）

A．Ea＞Eb方向相同

B．Ea＞Eb方向不同

C．Ea＜Eb方向相同

D．Ea＜Eb方向不同

解析　电场线的疏密表示电场的强弱，a点电场较强；电场线的切线方向表示电场方向，a、b两点的电场方向不相同，B正确。

答案　B

4．（高考热点→电场强度的叠加）如图所示，M，N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°。

电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M，N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为（　　）

A．1∶2B．2∶1C．2∶

D．4∶

解析　

依题意，每个点电荷在O点产生的场强大小为

，则当N点处的点电荷移至P点时，假设M点为正点

电荷，则O点场强如图所示，合场强大小为E2＝

，则

＝2∶1，故正确答案为B。

答案　B

5．（高考热点→带电粒子的运动轨迹与电场线的关系）（2016·嵊州市调研）如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。

则（　　）

A．a一定带正电，b一定带负电

B．a的速度将减小，b的速度将增加

C．a的加速度将减小，b的加速度将增加

D．两个粒子的动能，一个增加一个减小

解析　设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电；若电场线为负点电荷的电场线，则a带负电，b带正电，A错；由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错；但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，故选项C正确。

答案　C

考点三　电势能和电势　电势差

[知识梳理]

1．电势能

（1）电场力做功的特点：

电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。

（2）电势能

①定义：

电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。

②电场力做功与电势能变化的关系：

电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。

2．电势

（1）定义：

试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。

（2）定义式：

φ＝

。

（3）矢标性：

电势是标量，有正、负之分，其正（负）表示该点电势比零电势高（低）。

（4）相对性：

电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。

3．电势差

（1）定义：

电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。

（2）定义式：

UAB＝

。

（3）电势差与电势的关系：

UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA。

（4）影响因素：

电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。

[规律方法]

1．电势和电场强度的区别

（1）电势是标量，是描述电场能的性质的物理量；电场强度是矢量，是描述电场力的性质的物理量。

（2）电势高的地方场强不一定大，二者在大小上无必然联系。

（3）沿电场强度方向是电势降低。

2．电势高低常用的两种判断方法

（1）依据电场线的方向→沿电场线方向电势逐渐降低

（2）依据UAB＝

→UAB>0，φA>φB；UAB<0，φA<φB。

3．电荷具有电势能大小的判断方法

判断角度

判断方法

做功判断法

电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加

场源电荷法

正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大

公式法

由Ep＝qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大

能量守恒法

在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加

[题组训练]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．（基础考点→电势能概念的理解）关于重力势能和电势能，下列说法中正确的是（　　）

A．两种势能都是物体单独具有的

B．两种势能的值都与零势能位置选择无关

C．两种势能的变化量，都可以用力做的功来衡量

D．两种势能的值都可正可负，所以都是矢量

解析　势能为相互作用的系统所共有的，选项A错误；两种势能的值都与零势能位置选择有关，选项B错误；两种势能的变化量，都可以用力做的功来衡量，选项C正确；由于势能的大小与零势能位置选择有关，其正、负值表示相对于零势能位置是高或低，势能没有方向，选项D错误。

答案　C

2．（高考必考点→电势能增减的判断）如图所示，一带负电的粒子，沿着电场线从A点运动到B点的过程中，以下说法中正确的是（　　）

A．带电粒子的电势能越来越小

B．带电粒子的电势能越来越大

C．带电粒子受到的静电力一定越来越小

D．带电粒子受到的静电力做正功

解析　带负电的粒子所受静电力方向与电场线方向相反，所以当带负电的粒子沿着电场线从A点运动到B点的过程中，静电力做负功，电势能越来越大，选项A、D错