1、第1節(jié) 電場力的性質(zhì)的描述【高考目標(biāo)定位】考綱點(diǎn)擊熱點(diǎn)提示 1. 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒 2. 靜電現(xiàn)象的解析 3. 點(diǎn)電荷 4. 庫侖定律 5. 靜電場 6. 電場強(qiáng)度 7. 電場線 8. 電勢能、電勢 9. 電勢差 10. 勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 11. 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng) 12. 示波管 13. 常見電容 14. 電容器的電壓、電荷和電容的關(guān)系 1. 電荷守恒定律、庫侖定律及其應(yīng)用2. 電場強(qiáng)度、電場線；電勢、等勢面；勻強(qiáng)電場中電勢差和場強(qiáng)的關(guān)系，高考題型多為選擇題3. 利用電場線和等勢面確定場強(qiáng)的大小和方向，判斷電勢的高低4. 電場力做功的特點(diǎn)；電勢能的變化與電場力做

2、功的關(guān)系5. 帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)規(guī)律及應(yīng)用6. 平行板電容器及其動(dòng)態(tài)變化問題7. 某場和力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓定律、能量等結(jié)合起來所構(gòu)成的力、電綜合題、能力要求高，高考題型多為計(jì)算題【考綱知識(shí)梳理】一、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。2、元電荷：一個(gè)元電荷的電量為16×1019C，是一個(gè)電子所帶的電量。說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。3、起電：使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物

3、體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的注意：電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。二、庫侖定律1 內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2 公式：F=kQ1Q2r2 k90×109N·m2C2 3適用條件：（1）真空中； （2）點(diǎn)電荷 點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷（這一點(diǎn)與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球，無論

4、兩球相距多近，r都等于球心距；而對帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)注意：兩電荷之間的作用力是相互的，遵守牛頓第三定律 使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對值代入，作用力的方向根據(jù)“同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引”的規(guī)律定性判定。三、電場1、存在于帶電體周圍的傳遞電荷之間相互作用的特殊媒介物質(zhì)電荷間的作用總是通過電場進(jìn)行的。2、電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。3、電場可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場產(chǎn)生。四、電場強(qiáng)度1定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，表示該處電場的強(qiáng)弱

5、 2表達(dá)式：EF/q 單位是：N/C或V/m； E=kQ/r2（導(dǎo)出式，真空中的點(diǎn)電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷） EU/d（導(dǎo)出式，僅適用于勻強(qiáng)電場，其中d是沿電場線方向上的距離）3方向：與該點(diǎn)正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；電場線的切線方向是該點(diǎn)場強(qiáng)的方向；場強(qiáng)的方向與該處等勢面的方向垂直4在電場中某一點(diǎn)確定了，則該點(diǎn)場強(qiáng)的大小與方向就是一個(gè)定值，與放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān)，即使不放入檢驗(yàn)電荷，該處的場強(qiáng)大小方向仍不變，這一點(diǎn)很相似于重力場中的重力加速度，點(diǎn)定則重力加速度定，與放入該處物體的質(zhì)量無關(guān)，即使不放入物體，該處的重力加速度仍為一個(gè)定值5、電場強(qiáng)度是矢量，電場強(qiáng)度的合成按照矢

6、量的合成法則（平行四邊形法則和三角形法則）6、電場強(qiáng)度和電場力是兩個(gè)概念，電場強(qiáng)度的大小與方向跟放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān)，而電場力的大小與方向則跟放入的檢驗(yàn)電荷有關(guān)，五、電場線： 是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枥L電場而想象出一些線，客觀并不存在1切線方向表示該點(diǎn)場強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向2從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止，或者從無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止3疏密表示該處電場的強(qiáng)弱，也表示該處場強(qiáng)的大小4勻強(qiáng)電場的電場線平行且距離相等5沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場6順著電場線方向，電勢越來越低7電場線的方向是電勢降落陡度最大的方向，電場線跟等勢面垂直8電場線永不相交也不閉合，9電場線

7、不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡【要點(diǎn)名師精解】一、 電場強(qiáng)度的三種表達(dá)方式的比較及電場強(qiáng)度的疊加原理1、電場強(qiáng)度的三種表達(dá)方式的比較定義式?jīng)Q定式關(guān)系式表達(dá)式適用范圍任何電場真空中的點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場說明E的大小和方向與檢驗(yàn)電荷的電荷量以及電性以及存在與否無關(guān)Q：場源電荷的電荷量r:研究點(diǎn)到場源電荷的距離U:電場中兩點(diǎn)的電勢差d：兩點(diǎn)沿電場線方向的距離2、電場強(qiáng)度的疊加原理（1）矢量性：規(guī)定正電荷在電場中受到的電場力的方向?yàn)楦狞c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，或與負(fù)電荷在電場中受到的電場力的方向相反。（2）疊加性：多個(gè)電荷在電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊加，電場強(qiáng)度的疊

8、加尊從平行四邊形定則?！纠?】（08江蘇）6如圖所示，實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，且AB=BC，電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢分別為、，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有（ ）A. B. ECEBEAC. UABUBC D. UABUBC解析：A選項(xiàng)依據(jù)沿電場線的方向電勢降低A對. B選項(xiàng)依據(jù)電場線越密，電場強(qiáng)度越大 B對.C、D選項(xiàng)類比勻強(qiáng)電場,AB處的平均電場強(qiáng)度小于BC處的平均電場強(qiáng)度，C對D錯(cuò).名師點(diǎn)評：像考這樣的知識(shí)點(diǎn)多數(shù)是以選擇題的形式出現(xiàn)（因?yàn)槌鲱}者考慮到覆蓋知識(shí)點(diǎn)要全的原則，選擇題可以多考幾個(gè)選項(xiàng)），這就需要同學(xué)們把重要的基

9、本概念搞清楚，針對不同的知識(shí)點(diǎn)選擇不同解法?！纠?】（09年浙江卷）16如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為的輕質(zhì)彈簧絕緣連接當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長度為 已知靜電力常量為，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為A B C D解析：最右側(cè)小球受三個(gè)力的作用，它們的關(guān)系是，得點(diǎn)評：應(yīng)用庫侖定律時(shí)要注意兩帶電體均可以看成點(diǎn)電荷兩帶電體的電荷量均以其絕對值代入計(jì)算庫侖力【感悟高考真題】1.（2010·全國卷·16）關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是A電場中任意兩點(diǎn)之間的電勢差只與這兩點(diǎn)的場強(qiáng)有關(guān)B電場強(qiáng)度大的地方電勢高，電

10、場強(qiáng)度小的地方電勢低C將正點(diǎn)電荷從場強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場強(qiáng)為零的另一點(diǎn)，電場力做功為零D在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向【答案】C【解析】在正電荷的電場中，離正電荷近，電場強(qiáng)度大，電勢高，離正電荷遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度小，電勢低；而在負(fù)電荷的電場中，離正電荷近，電場強(qiáng)度大，電勢低，離負(fù)電荷遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度小，電勢高，A錯(cuò)誤。電勢差的大小決定于兩點(diǎn)間距和電場強(qiáng)度，B錯(cuò)誤；沿電場方向電勢降低，而且速度最快，C正確；場強(qiáng)為零，電勢不一定為零，如從帶正電荷的導(dǎo)體球上將正電荷移動(dòng)到另一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體球上，電場力做正功。 【命題意圖與考點(diǎn)定位】考查靜電場中電場強(qiáng)度和電勢的特點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)所

11、學(xué)知識(shí)舉例逐個(gè)排除。2.（ 2010·全國卷·17）在雷雨云下沿豎直方向的電場強(qiáng)度為V/m.已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會(huì)下落，取重力加速度大小為10m/,水的密度為kg/。這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為 A2C B. 4C C. 6C D. 8C 3.（ 2010·福建·18）物理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計(jì)算才能驗(yàn)證，有時(shí)只需要通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確。如圖所示為兩個(gè)彼此平行且共軸的半徑分別為和的圓環(huán)，兩圓環(huán)上的電荷量均為q（q>0），而且電荷均勻分布。兩圓環(huán)的圓心和相距為2a，聯(lián)線的中點(diǎn)為O，軸線上的A點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)與

12、O點(diǎn)相距為r（r<a）。是分析判斷下列關(guān)于A點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小E的表達(dá)式（式中k為靜電力常量）正確的是A BC D答案：D4. （2010·新課標(biāo)·17）靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器.某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線為該收塵板的橫截面.工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上.若用粗黑曲線表示原來靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列4幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)60°P N O M 5（2010·海南物理·4）如右圖， M、N和P是以為

13、直徑的半圈弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場場強(qiáng)大小變?yōu)?，與之比為ABCD【答案】B E1/2 E1/2 E2【解析】依題意，每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)場強(qiáng)如圖所示，合場強(qiáng)大小為，則，B正確。6、（09·北京·20）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的的距離為x，P點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E。下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k

14、為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的。你可能不會(huì)求解此處的場強(qiáng)E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為 （ ）ABCD解析：當(dāng)R1=0時(shí)，對于A項(xiàng)而言E=0，此時(shí)帶電圓環(huán)演變?yōu)閹щ妶A面，中心軸線上一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E>0，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)x=0時(shí)，此時(shí)要求的場強(qiáng)為O點(diǎn)的場強(qiáng)，由對稱性可知EO=0，對于C項(xiàng)而言，x=0時(shí)E為一定值，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)x時(shí)E0，而D項(xiàng)中E4故D項(xiàng)錯(cuò)誤；所以正確選項(xiàng)只能為B。7.（09·上海物理·3）兩帶電量分別為q和q的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為L，能正確反映兩電荷連線上場強(qiáng)大小E與x關(guān)系的是圖

15、 （ ）解析：由等量異種點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的關(guān)系可知，在兩電荷連線中點(diǎn)處電場強(qiáng)度最小，但不是零，從兩點(diǎn)電荷向中點(diǎn)電場強(qiáng)度逐漸減小，因此A正確 8.（09·廣東物理·6）如圖所示，在一個(gè)粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個(gè)帶同種電荷的小物塊。由靜止釋放后，兩個(gè)物塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，并最終停止。在物塊的運(yùn)動(dòng)過程中，下列表述正確的是 （ ） A兩個(gè)物塊的電勢能逐漸減少B物塊受到的庫侖力不做功C兩個(gè)物塊的機(jī)械能守恒D. 物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力解析：由于兩電荷電性相同，則二者之間的作用力為斥力，因此在遠(yuǎn)離過程中，電場力做正功，則電勢能逐漸減少，A正確；B錯(cuò)誤；由于運(yùn)動(dòng)過程中，

16、有重力以外的力電場力和摩擦力做功，故機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；在遠(yuǎn)離過程中開始電場力大于摩擦力，后來電場力小于摩擦力。9.（09·海南物理·10）如圖，兩等量異號(hào)的點(diǎn)電荷相距為。M與兩點(diǎn)電荷共線，N位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)到M和N的距離都為L，且。略去項(xiàng)的貢獻(xiàn)，則兩點(diǎn)電荷的合電場在M和N點(diǎn)的強(qiáng)度 （ AC ）A大小之比為2，方向相反B大小之比為1，方向相反C大小均與成正比，方向相反D大小均與L的平方成反比，方向相互垂直9.(09·廣東文科基礎(chǔ)·60)如圖9所示，空間有一電場，電場中有兩個(gè)點(diǎn)a和b。下列表述正確的是 （ B ）A該電場是勻強(qiáng)

17、電場Ba點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大Cb點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的大D正電荷在a、b兩點(diǎn)受力方向相同【考點(diǎn)精題精練】1.（2010·東北四校聯(lián)考三模）如圖所示，兩個(gè)半徑相等的半圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi)，左右兩端點(diǎn)等高，它們分別處于豎直向下和水平向左的勻強(qiáng)電場中，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小相同。兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放，兩球均可到達(dá)軌道的最低點(diǎn)，M、N分別為兩軌道的最低點(diǎn)，則下列說法中正確的是：（ ）A兩個(gè)小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度關(guān)系是B兩個(gè)小球第一次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力關(guān)系是：C小球第一次到達(dá)M點(diǎn)時(shí)間大于小球第一次到達(dá)N點(diǎn)時(shí)間D在左邊電場中小球能到達(dá)軌道另一端

18、最高處，在右邊電場中小球不能到達(dá)軌道另一端最高處 2、萬有引力可以理解為：任何物體都要在其周圍空間產(chǎn)生一個(gè)引力場，該引力場對放入其中的任何物體都會(huì)產(chǎn)生引力（即萬有引力）作用。表征引力場的物理量可以與電場、磁場有關(guān)物理量相類比，如重力加速度可以與下列哪些物理量相類比-( )A電勢 B磁感應(yīng)強(qiáng)度 C磁場能 D電場強(qiáng)度答案：BD3、一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖甲所示，則兩點(diǎn)A、B所在區(qū)域的電場線分布情況可能是圖乙中的（ ）答案：C4、著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置：一塊絕緣圓板可繞其中心豎直的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓板的中部有一個(gè)線圈，

19、圓板的四周固定著一圈金屬小球，如圖所示。在線圈接通電源的瞬間發(fā)現(xiàn)圓板做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視），則下列說法正確的是（）（A）圓板上的金屬小球一定帶正電（B）圓板上的金屬小球一定帶負(fù)電（C）圓板上的金屬小球可能不帶電（D）圓板上的金屬小球可能帶負(fù)電答案：D5、如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場線，從電場中M點(diǎn)以相同速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。則 （ ）Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電Ba的加速度將減小，b的加速度將增加Ca的速度將減小，b的速度將增加D兩個(gè)粒子的電勢能一個(gè)增加一個(gè)減小答案：B6、兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長的長為L的絕緣細(xì)線連結(jié)，置于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，小球1和小球2均帶負(fù)電，電量分別為。將細(xì)線拉直并使之與電場方向平行，如圖所示。若將兩球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則釋放后細(xì)線中的張力T為（不計(jì)重力，線長L遠(yuǎn)大于小球的線度） （ ）ABC D答案：A7、如圖所示，甲圖中AB是某電場中的一條電場線，乙圖為放在電場線上a、b兩點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷的電荷量與所受電場力大小間的函數(shù)關(guān)系圖象，規(guī)