第八章靜電場(chǎng)課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解靜電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的觀念分析靜電現(xiàn)象。2．知道點(diǎn)電荷模型，體會(huì)科學(xué)研究中的物理模型方法。知道兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律。體會(huì)庫(kù)侖定律探究過(guò)程中的科學(xué)思想和方法。3．知道電場(chǎng)是一種物質(zhì)。了解電場(chǎng)強(qiáng)度，體會(huì)用物理量之比定義新物理量的方法。會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)。4．了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護(hù)的實(shí)例。(1)電場(chǎng)線、等勢(shì)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷問(wèn)題。(2)電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。(3)電容器的動(dòng)態(tài)分析，電容器與平衡條件的綜合。(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。(5)用功能關(guān)系的觀點(diǎn)處理帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)5．知道靜電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能。了解電勢(shì)能、電勢(shì)的含義。6．知道勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。7．能分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，能解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象。8．觀察常見(jiàn)電容器，了解電容器的電容，觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。能舉例說(shuō)明電容器的應(yīng)用。(1)電場(chǎng)線、等勢(shì)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷問(wèn)題。(2)電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。(3)電容器的動(dòng)態(tài)分析，電容器與平衡條件的綜合。(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。(5)用功能關(guān)系的觀點(diǎn)處理帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)備考策略1.理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差等基本概念的意義，掌握庫(kù)侖定律、電荷守恒定律等，形成正確物理觀念；掌握點(diǎn)電荷概念，學(xué)會(huì)基本物理模型的構(gòu)建方法。2．正確認(rèn)識(shí)平行板電容器及電容器的充、放電，構(gòu)建平行板電容器這個(gè)物理模型，培養(yǎng)科學(xué)思維；掌握解答帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速與偏轉(zhuǎn)問(wèn)題，正確構(gòu)建物理模型，重視科學(xué)思維素養(yǎng)的形成；學(xué)會(huì)電場(chǎng)和力學(xué)部分知識(shí)的綜合應(yīng)用，能夠從力與運(yùn)動(dòng)的角度和能量觀點(diǎn)分析、解決問(wèn)題，重視科學(xué)思維訓(xùn)練。3．掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，重視學(xué)科素養(yǎng)形成。注重理論聯(lián)系實(shí)際，關(guān)注生產(chǎn)生活、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。重視閱讀能力的培養(yǎng)，重視新情境題目的訓(xùn)練，培養(yǎng)從新情境中提取信息的能力，綜合提高學(xué)科素養(yǎng)。第1講電場(chǎng)力的性質(zhì)知識(shí)梳理·雙基自測(cè)核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升2年高考·1年模擬知識(shí)梳理·雙基自測(cè)知識(shí)點(diǎn)1電荷守恒定律1．兩種電荷毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶___電，絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶___電。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，帶電的物體能吸引輕小物體。2．元電荷最小的電荷量，其值為e＝_____________________。其他帶電體的電荷量皆為元電荷的______倍。注意：元電荷不是帶電體，也不是點(diǎn)電荷。負(fù)正1.60×10－19C整數(shù)3．電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體______到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量____________。(2)起電方式：____________、____________、感應(yīng)起電。(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是____________。轉(zhuǎn)移保持不變摩擦起電接觸起電得失電子知識(shí)點(diǎn)2庫(kù)侖定律1．點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體本身的______和______對(duì)研究的問(wèn)題影響很小時(shí)，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。形狀大小2．庫(kù)侖定律注意：均勻帶電的絕緣球可以視為點(diǎn)電荷，而距離較近的帶電金屬球不能視為點(diǎn)電荷，因?yàn)榻饘偾蛳嗷タ拷鼤r(shí)，表面所帶電荷要重新分布。知識(shí)點(diǎn)3電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)線1．電場(chǎng)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生___的作用。2．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義式：E＝___，適用于____________，是矢量。單位：N/C或_________。(2)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：E＝___，適用于計(jì)算______中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。(3)方向：規(guī)定_________在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。力任何電場(chǎng)V/m真空正電荷3．電場(chǎng)線(1)電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的，是假想的、客觀不存在的，它有以下特點(diǎn)：①電場(chǎng)線從_________或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)處或_________；②電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交；③在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線______的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大；④電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的__________________；⑤沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸______；⑥電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處____________。正電荷負(fù)電荷越密電場(chǎng)強(qiáng)度方向降低相互垂直(2)幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線思考：(1)兩個(gè)完全相同的帶電金屬球接觸時(shí)，電荷量如何分配？(2)已知一條電場(chǎng)線如圖，能否比較任意兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小及電勢(shì)高低。(3)什么情況下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線重合？[答案]

(1)平分(2)不能，能。(3)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡由帶電粒子受到的合外力和初速度決定。帶電粒子在電場(chǎng)力作用下同時(shí)滿足下列條件，軌跡才能與電場(chǎng)線重合。①電場(chǎng)線是直線。②帶電粒子的初速度為零或不為零但速度方向與電場(chǎng)線平行。③帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用或所受合外力的方向和電場(chǎng)線平行。一、堵點(diǎn)疏通1．只有體積足夠小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷，大的帶電體不能看成點(diǎn)電荷。(

)2．任何帶電體的帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。(

)3．任意兩個(gè)帶電體間的庫(kù)侖力都可以用庫(kù)侖定律計(jì)算。(

)4．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與放在該點(diǎn)的電荷所受靜電力成正比，與電荷的電荷量成反比。(

)5．當(dāng)電場(chǎng)線是直線時(shí)，只受靜電力的電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合。(

)6．當(dāng)電場(chǎng)線是曲線時(shí)，初速度為零且只受靜電力的電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合。(

)×√××××二、對(duì)點(diǎn)激活1．(2023·河北滄縣高三階段練習(xí))關(guān)于電場(chǎng)力和電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是(

)A．一點(diǎn)電荷分別處于電場(chǎng)中的不同位置處兩點(diǎn)，點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力大，則該處場(chǎng)強(qiáng)小B．在電場(chǎng)中某點(diǎn)如果沒(méi)有試探電荷，則電場(chǎng)力為零，但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定為零C．電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，但試探電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力不為零D．一試探電荷在以一個(gè)點(diǎn)電荷為球心、半徑為r的球面上各點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同B2．(2023·浙江模擬預(yù)測(cè))如圖所示，某同學(xué)在用毛皮摩擦過(guò)的PVC管靠近一細(xì)水流，發(fā)現(xiàn)細(xì)水流向靠近PVC管的方向偏轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．摩擦可以創(chuàng)造更多電荷B．下雨天，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更明顯C．PVC管所帶的電荷量一定是元電荷e的整數(shù)倍D．用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒代替本實(shí)驗(yàn)的PVC管，細(xì)水流會(huì)向遠(yuǎn)離玻璃棒的方向偏轉(zhuǎn)C[解析]摩擦只能轉(zhuǎn)移電荷，不能夠創(chuàng)造電荷，A錯(cuò)誤；下雨天，對(duì)細(xì)水流的偏轉(zhuǎn)會(huì)有著一定的影響，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)不明顯，B錯(cuò)誤；所有帶電體所帶電荷量一定為元電荷的整數(shù)倍，C正確；用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒，玻璃棒會(huì)帶正電，毛皮摩擦過(guò)的PVC管帶負(fù)電，雖然二者帶電種類不同，但細(xì)水流依舊會(huì)向靠近玻璃棒方向偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。C核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一庫(kù)侖定律及庫(kù)侖力作用下的平衡(1)近似條件：在要求不很精確的情況下，空氣可近似當(dāng)作真空來(lái)處理。當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身尺度時(shí)，可把帶電體看作點(diǎn)電荷。(2)計(jì)算方法：注意庫(kù)侖力是矢量，計(jì)算庫(kù)侖力可以直接運(yùn)用公式，將電荷量的絕對(duì)值代入公式，根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引來(lái)判斷作用力F是引力還是斥力。特別提醒：不可由r→0時(shí)，得出F→∞的結(jié)論，雖然從數(shù)學(xué)角度成立，但從物理角度分析，當(dāng)r→0時(shí)，兩帶電體不能視為點(diǎn)電荷，公式已不適用。2．解決庫(kù)侖力作用下平衡問(wèn)題的方法步驟庫(kù)侖力作用下平衡問(wèn)題的分析方法與純力學(xué)平衡問(wèn)題的分析方法是相同的，只是在原來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了靜電力。具體步驟如下：3．“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”的問(wèn)題(1)平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置。(2022·河北高三期末)如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，另一個(gè)電荷量也為Q的帶電小球B固定于O點(diǎn)的正下方，已知細(xì)線OA長(zhǎng)為2l，O到B點(diǎn)的距離為l，平衡時(shí)AB帶電小球處于同一高度，已知重力加速度為g，靜電力常量為k。則(

)例1D〔變式訓(xùn)練1〕(2023·遼寧高三模擬)如圖所示，同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3，恰好都處在平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用。已知q1、q2間的距離是q2、q3間距離的2倍。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．若q1、q3為正電荷，則q2為負(fù)電荷B．若q1、q3為負(fù)電荷，則q2為正電荷C．q1q2q3＝9436D．q1q2

q3＝3649CB考點(diǎn)二電場(chǎng)強(qiáng)度的理解及應(yīng)用1．場(chǎng)強(qiáng)公式的比較2．電場(chǎng)的疊加(1)電場(chǎng)疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。(2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則。3．等量同種和等量異種電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度空間分布的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)為零，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′、B與B′、C與C′的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向4.電場(chǎng)線的應(yīng)用例2C電場(chǎng)疊加問(wèn)題的分析思路名師點(diǎn)撥電場(chǎng)中某點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)等于幾個(gè)場(chǎng)源電荷單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。同一直線上的場(chǎng)強(qiáng)的疊加可簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算；不在同一直線上的兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，用平行四邊形定則求合場(chǎng)強(qiáng)。分析電場(chǎng)疊加問(wèn)題的一般步驟是：(1)確定研究點(diǎn)的空間位置；(2)分析該處有幾個(gè)分電場(chǎng)，先計(jì)算出各個(gè)分電場(chǎng)在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。(3)依次利用平行四邊形定則求出電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。〔變式訓(xùn)練3〕利用補(bǔ)償法求場(chǎng)強(qiáng)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(guò)半球面頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為(

)A〔變式訓(xùn)練4〕

利用微元法求場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，均勻帶正電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點(diǎn)，OP＝L，試求P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。〔變式訓(xùn)練5〕

利用對(duì)稱法求場(chǎng)強(qiáng)(2023·河南鄭州高三月考)如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正六邊形ABCDEF的5條邊上分別放置5根長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的相同絕緣細(xì)棒。每根細(xì)棒均勻帶上正電。現(xiàn)將電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷置于BC中點(diǎn)，此時(shí)正六邊形幾何中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。若移走＋Q及AB邊上的細(xì)棒，則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(k為靜電力常量)(不考慮絕緣棒及＋Q之間的相互影響)(

)D考點(diǎn)三帶電體的力電綜合問(wèn)題1．解答思路2．運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況(1)物體靜止(保持)：F合＝0。(2)做直線運(yùn)動(dòng)①勻速直線運(yùn)動(dòng)：F合＝0。②變速直線運(yùn)動(dòng)：F合≠0，且F合與速度方向在一條直線上。(3)做曲線運(yùn)動(dòng)：F合≠0，F(xiàn)合與速度方向不在一條直線上，且總指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線凹的一側(cè)。(4)F合與v的夾角為α，加速運(yùn)動(dòng)：0≤α<90°；減速運(yùn)動(dòng)；90°<α≤180°。(5)勻變速運(yùn)動(dòng)：F合＝恒量。

如圖所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2kg、帶電荷量為q＝＋×10－6C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝。t＝0時(shí)刻開(kāi)始，空間加上一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)，取水平向右為正方向，g取10m/s2。求：(1)0～2s內(nèi)小物塊加速度的大??；(2)2～4s內(nèi)小物塊加速度的大?。?3)14s末小物塊的速度大??；(4)前14s內(nèi)小物塊的位移大小。例3[答案]

(1)2m/s2

(2)2m/s2

(3)4m/s

(4)28m分析力、電綜合問(wèn)題的三種途徑名師點(diǎn)撥(1)建立物體受力圖景。①弄清物理情境，選定研究對(duì)象。②對(duì)研究對(duì)象按順序進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力圖。③應(yīng)用力學(xué)規(guī)律進(jìn)行歸類建模。(2)建立能量轉(zhuǎn)化圖景：各種不同的能量之間相互轉(zhuǎn)化時(shí)，遵守能量守恒定律，運(yùn)用能量觀點(diǎn)，建立能量轉(zhuǎn)化圖景是分析解決力、電綜合問(wèn)題的有效途徑。(3)運(yùn)用等效思維法構(gòu)建物理模型：電場(chǎng)力和重力做功均與路徑無(wú)關(guān)，在同一問(wèn)題中可將它們合成一個(gè)等效重力，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)化。在對(duì)物理過(guò)程分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的物理模型，是一種科學(xué)的思維方法?！沧兪接?xùn)練6〕

(2023·山西太原高三期末)如圖所示，光滑絕緣水平面上有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B，兩小球帶異種電荷。將方向水平向右、大小為F的力作用在B上，當(dāng)A、B間的距離為L(zhǎng)時(shí)，兩小球可保持相對(duì)靜止。若改用方向水平向左的力作用在A上，欲使兩小球間的距離保持為2L并相對(duì)靜止，則外力的大小應(yīng)為(

)B名師講壇·素養(yǎng)提升電場(chǎng)線帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡判斷1．判斷速度方向：帶電粒子軌跡的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處的速度方向。2．判斷電場(chǎng)力(或場(chǎng)強(qiáng))的方向：帶電粒子所受電場(chǎng)力方向(僅受電場(chǎng)力作用)指向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正、負(fù)判斷場(chǎng)強(qiáng)的方向。3．判斷電場(chǎng)力做功的正、負(fù)及電勢(shì)能的增、減：若電場(chǎng)力與速度方向成銳角，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；若電場(chǎng)力與速度方向成鈍角，則電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。

(多選)如圖所示，圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、B是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到靜電力作用，根據(jù)此圖可以作出的正確判斷是()A．帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)B．帶電粒子在A、B兩點(diǎn)的受力方向C．帶電粒子在A、B兩點(diǎn)的加速度何處較大D．帶電粒子在A、B兩點(diǎn)的速度何處較大例4BCD[解析]根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)所受的合外力指向內(nèi)側(cè)，可得帶電粒子在A、B兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線向左，由于電場(chǎng)線方向不明，無(wú)法確定粒子的電性和產(chǎn)生該電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電性，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度，可知EA>EB，所以電場(chǎng)力FA>FB，再根據(jù)牛頓第二定律得A點(diǎn)加速度大，故C正確；由A到B，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少，故