專題07靜電場及其應(yīng)用目錄目錄學(xué)考要求速覽必備知識梳理高頻考點(diǎn)精講考點(diǎn)一、電荷電荷守恒定律考點(diǎn)二、庫侖定律考點(diǎn)三、電場強(qiáng)度電場線考點(diǎn)四、靜電平衡實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練一、電荷與庫侖定律1、電荷：知道自然界中存在正、負(fù)兩種電荷；理解電荷守恒定律，即電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；了解元電荷的概念，知道所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。2、庫侖定律：理解庫侖定律的適用條件，即真空中的點(diǎn)電荷；能根據(jù)庫侖定律判斷點(diǎn)電荷間靜電力的方向；會結(jié)合情境計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷間靜電力的大小。二、電場強(qiáng)度與電場線1、電場：理解電場是電荷周圍客觀存在的特殊物質(zhì)，電荷間的相互作用通過電場發(fā)生。2、電場強(qiáng)度：理解電場強(qiáng)度的物理意義，即描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量；知道電場強(qiáng)度的方向規(guī)定（正電荷受力方向，負(fù)電荷受力相反）；能根據(jù)電場強(qiáng)度的定義分析電場強(qiáng)弱，會計(jì)算點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。3、電場線：知道電場線是描述電場的假想曲線；理解電場線的基本性質(zhì)，如電場線從正電荷出發(fā)（或無窮遠(yuǎn)），終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)），不閉合、不相交；能根據(jù)電場線分布判斷電場強(qiáng)弱（線密處場強(qiáng)越大）和方向。知識點(diǎn)1電荷及其守恒定律1.點(diǎn)電荷、元電荷、比荷（1）點(diǎn)電荷：帶有一定的電荷量，忽略形狀、大小及電荷分布狀況的一種理想化模型。（2）元電荷：e＝1.6×10－19C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。電子的電荷量q＝－1.6×10－19C。（3）比荷：帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比。2.電荷守恒定律（1）內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。（2）其他表述：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。（3）起電方式：摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電。（4）帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子。知識點(diǎn)2庫侖定律1.內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與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.表達(dá)式：F＝kq1q2r2，式中k＝9.0×109N·m23.適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷。知識點(diǎn)3電場強(qiáng)度1.電場（1）定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)。（2）基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用。2.電場強(qiáng)度（1）定義：在電場的不同位置，試探電荷所受的靜電力與它的電荷量之比一般不同，它反映了電場在各點(diǎn)的性質(zhì)，叫作電場強(qiáng)度。（2）定義式：E＝Fq（3）單位：N/C或V/m。（4）矢量性：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。3.點(diǎn)電荷的電場（1）公式：在場源點(diǎn)電荷Q形成的電場中，與Q相距r處的電場強(qiáng)度E＝kQr2（2）適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷形成的電場。4.電場強(qiáng)度的疊加如果場源是多個(gè)點(diǎn)電荷，則電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，遵從平行四邊形定則。如果有幾個(gè)靜止點(diǎn)電荷在空間同時(shí)產(chǎn)生電場，那么空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是各場源電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。5.電場強(qiáng)度疊加遵循的規(guī)律（如圖所示）知識點(diǎn)4電場線1.定義：為了形象地了解和描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向，而在電場中畫的一條條有方向的曲線。電場線是假想的曲線，實(shí)際不存在。2.電場線的特點(diǎn)（1）電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。（2）電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷。（3）電場線在電場中不相交、不閉合、不中斷。（4）在同一幅圖中，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較疏。（5）沿電場線的方向電勢逐漸降低。（6）電場線和等勢面在相交處垂直。3.幾種典型電場的電場線如圖所示是幾種典型電場的電場線分布圖。4.電場線的應(yīng)用（1）判斷電場強(qiáng)度的大小：電場線密集處電場強(qiáng)度大，電場線稀疏處電場強(qiáng)度小。（2）判斷靜電力的方向：正電荷受力方向與電場線在該點(diǎn)切線方向相同，負(fù)電荷受力方向與電場線在該點(diǎn)切線方向相反。（3）判斷電勢的高低與電勢降低得快慢：沿電場線方向電勢降低最快，且電場線密集處比稀疏處降低更快。5.兩種等量點(diǎn)電荷電場線的比較比較等量異種點(diǎn)電荷等量正點(diǎn)電荷電場線分布圖電荷連線上的電場強(qiáng)度沿連線先變小后變大O點(diǎn)最小，但不為零O點(diǎn)為零中垂線上的電場強(qiáng)度O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對稱位置的電場強(qiáng)度A與A'、B與B'、C與C'等大同向等大反向知識點(diǎn)5靜電平衡1.靜電平衡實(shí)質(zhì)(1)在達(dá)到靜電平衡的過程中，外電場引起導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的定向移動使導(dǎo)體兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷的電場和外電場方向相反，使合場強(qiáng)減小，隨著感應(yīng)電荷的繼續(xù)增加，合場強(qiáng)逐漸減小，直至合場強(qiáng)為零，自由電荷的定向移動停止。(2)靜電平衡的條件：導(dǎo)體內(nèi)部的合場強(qiáng)為零，即E合＝0。2.靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)(1)處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的特點(diǎn)①導(dǎo)體內(nèi)部某處感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)E′與周圍原電場場強(qiáng)E大小相等，方向相反，兩者相互抵消，導(dǎo)體內(nèi)部處處合場強(qiáng)E合為零，但導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度不為零。②電場線與導(dǎo)體表面垂直。(2)靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)①凈電荷都分布在導(dǎo)體的外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷。②感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電荷量相等，遠(yuǎn)同近異，如圖甲所示。③凈電荷在導(dǎo)體表面分布不均勻，導(dǎo)體表面尖銳處電荷分布密集，平滑處電荷分布稀疏，凹陷處幾乎沒有電荷，如圖乙所示?？键c(diǎn)精講講練考點(diǎn)一、電荷電荷守恒定律例1、冬天脫毛衣會有“噼啪”聲的現(xiàn)象是一種很常見的靜電現(xiàn)象，它是由物體之間的摩擦或接觸而產(chǎn)生的電荷所導(dǎo)致的。假設(shè)A和B是兩個(gè)不帶電物體，它們互相摩擦后A帶正電荷，下列判斷錯誤的是（）A．摩擦的過程中正電荷從B轉(zhuǎn)移到AB．摩擦的過程中電子從A轉(zhuǎn)移到BC．B在摩擦后一定帶負(fù)電D．A在摩擦過程中失去了電子例2、毛皮與橡膠棒摩擦，橡膠棒帶上了負(fù)電。下列說法正確的是（）A．摩擦過程中橡膠棒產(chǎn)生了電子B．摩擦過程中橡膠棒失去了電子C．摩擦過的毛皮不帶電D．摩擦過的毛皮帶正電練習(xí)1、如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支撐的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是（）A．把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都張開B．把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開C．先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D．先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合練習(xí)2、將帶正電荷Q的導(dǎo)體球C靠近不帶電的導(dǎo)體。若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB；若沿虛線2將導(dǎo)體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為Q'

A．沿虛線1切割時(shí)，A帶正電，B帶負(fù)電，QB．沿虛線1切割時(shí)，A帶正電，B帶負(fù)電，QC．沿虛線2切割時(shí)，A帶正電，B帶負(fù)電，QD．沿虛線2切割時(shí)，A帶負(fù)電，B帶正電，Q考點(diǎn)二、庫侖定律例3、如圖所示，一個(gè)帶電球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球N先后掛在橫桿上的P1、P2和P3處。當(dāng)小球N靜止時(shí)，觀察絲線與豎直方向的夾角。通過觀察發(fā)現(xiàn)：當(dāng)小球N掛在PA．小球N距球體M越近，它們之間的靜電力越小B．在距球體M越遠(yuǎn)的位置，M產(chǎn)生的電場越弱C．小球N與球體M間的作用力與它們電荷量的乘積成正比D．小球N與球體M間的作用力與它們電荷量的乘積成反比例4、真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量分別為Q、－2Q，相距為r。靜電力常量為k，兩點(diǎn)電荷之間的靜電力大小為（）A．2kQ2r2 B．2kQ2練習(xí)3、如圖所示，帶正電的金屬球C放在絕緣支架上，置于鐵架臺旁，把系在絕緣細(xì)線上帶正電的鋁箔小球a掛在P點(diǎn)下方，小球a靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。若減小小球a電荷量，C與a始終認(rèn)為在同一水平線上，則（）A．靜電力增大，θ增大 B．靜電力增大，θ減小C．靜電力減小，θ增大 D．靜電力減小，θ減小練習(xí)4、如圖所示，兩個(gè)帶電絕緣小球用等長細(xì)棉線懸掛在O點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩線夾角為α。若小球漏電后電荷量均減小，則（）A．兩球帶異種電荷，α變大 B．兩球帶異種電荷，α變小C．兩球帶同種電荷，α變大 D．兩球帶同種電荷，α變小考點(diǎn)三、電場強(qiáng)度電場線例5、如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場中，用絕緣細(xì)繩豎直懸掛兩個(gè)帶電小球M和N。若兩細(xì)繩都保持豎直狀態(tài)，兩小球在同一水平線上，則（）A．M和N都帶負(fù)電 B．M和N都帶正電C．M帶負(fù)電、N帶正電 D．M帶正電、N帶負(fù)電例6、真空中，在與帶電荷量為+q1的點(diǎn)電荷相距r的M點(diǎn)放一個(gè)帶電荷量為?qA．試探電荷?q2對點(diǎn)電荷B．M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為qC．M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為0D．取走試探電荷?q2，練習(xí)5、如圖所示，在水平向右、電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場線平行，A、C連線與電場線垂直。已知靜電力常量為k，則（）A．A、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 B．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E?kC．D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不可能為0 D．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E練習(xí)6、如圖所示，用絕緣線把一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球懸掛在帶等量異種電荷的豎直平行板AB之間，平衡時(shí)，懸掛小球的絕緣線偏離豎直方向的夾角為θ。已知AB兩板間的距離為d，兩板間的電場強(qiáng)度為E（圖中未標(biāo)出）。則(1)小球帶有（選填“正電荷”或“負(fù)電荷”）；(2)兩板間電勢差大小U=；(3)小球所帶的電荷量q=；(4)保持AB板上的電荷量不變，將A板向左平移一些距離，懸掛小球的絕緣線與豎直方向的夾角將（選填“減小”、“增大”或“保持不變”）?？键c(diǎn)四、靜電平衡例7、下列屬于防止靜電危害的是（

）A．靜電除塵B．靜電復(fù)印C．靜電噴漆D．油罐車裝導(dǎo)電拖地帶例8、專門用來運(yùn)輸柴油、汽油的油罐車，在它的尾部都有一條拖在地上的鐵鏈。鐵鏈的作用是（）A．將罐體上的靜電荷導(dǎo)入大地，從而避免意外發(fā)生B．發(fā)出聲音，以引起行人及其他車輛的注意C．與路面摩擦產(chǎn)生靜電，使油罐車積累一定的靜電荷練習(xí)7、關(guān)于靜電的利用與防范，下列說法正確的是（）A．印染廠應(yīng)保持空氣潮濕，避免靜電積累帶來的潛在危害B．燃?xì)庠钌系碾娮狱c(diǎn)火器電極做成針尖狀，是利用了靜電屏蔽C．油罐車在運(yùn)輸過程中會帶靜電，為避免電荷越積越多，油罐車應(yīng)絕緣良好D．超高壓帶電工人穿戴的工作服選用含金屬的材料是為了導(dǎo)電練習(xí)8、靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成，AB間接有幾千伏高壓電源。B附近的空氣中的氣體分子被電離，成為正離子和電子。電子在向著正極A運(yùn)動的過程中，遇到煙氣中的塵埃，使塵埃帶負(fù)電，塵埃受到某種力作用奔向正極A并被吸附到正極A上，達(dá)到靜電除塵的目的。使帶負(fù)電的塵埃奔向正極A的力是（）A．塵埃的重力 B．正離子對它的吸引力C．AB間的電場施加的電場力 D．AB間的磁場施加的磁場力關(guān)于摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電，下列說法錯誤的是（）A．這三種方式都產(chǎn)生了電荷B．這是起電的三種不同方式C．這三種起電方式的實(shí)質(zhì)是一樣的，都是電子在轉(zhuǎn)移D．這三種方式都符合電荷守恒定律如圖所示，帶正電的小球a固定在絕緣支架上，帶電小球b用絕緣細(xì)線懸掛在鐵架臺上，小球b靜止時(shí)，絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（）A．小球b帶正電 B．小球b帶負(fù)電C．小球b所帶電荷量越大，θ越小 D．夾角θ大小與小球b所帶電荷量無關(guān)真空中兩個(gè)相同的金屬小球，所帶電荷量分別為+q、?3q，均可視為點(diǎn)電荷。兩小球相距3d時(shí)，它們之間的靜電力大小為F?，F(xiàn)讓兩球接觸一下，再使它們相距d時(shí)，靜電力大小為（

）A．2F B．3F C．6F D．9F真空中有兩個(gè)相距為r，電荷量大小均為Q的點(diǎn)電荷；現(xiàn)將這兩個(gè)點(diǎn)電荷間距離增大為2r，電荷量均減小為Q2A．1:16 B．16:1 C．1:4 D．4:1下列關(guān)于電荷、電場線的說法正確的是（）A．自然界中僅有正、負(fù)兩種電荷，電荷量的大小可以取任意數(shù)值B．元電荷是自然界中最小的電荷量，其大小最早由庫侖測得C．電場線的疏密程度既可以反映電場強(qiáng)度的大小，也可以反映電勢的高低D．電場線雖然不是實(shí)際存在的線，但它的引入對于電場的研究很有意義下列圖中屬于兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷周圍電場線分布情況的是（）A． B．C． D．如圖所示為一簇電場線，電場線均為直線，上下兩側(cè)的電場線關(guān)于水平電場線對稱，b、c兩點(diǎn)關(guān)于水平電場線也對稱，a、d兩點(diǎn)為電場中的另外兩點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)中d點(diǎn)的電場最強(qiáng)B．b、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同C．若在d點(diǎn)放負(fù)電荷，負(fù)電荷受到的電場力指向右側(cè)D．同一個(gè)試探電荷分別放在a、d兩點(diǎn)，則試探電荷在d點(diǎn)所受的作用力較大下圖是一位唐老師做的“靜電章魚”實(shí)驗(yàn)：首先，塑料捆扎繩中間打結(jié)，兩端撕開后成細(xì)條狀（塑料絲），展開放在面上，然后用餐巾紙分別摩擦塑料絲使之帶電，最后將它們分別固定在兩個(gè)塑料管的末端。下列說法正確的是（）A．兩束塑料絲帶有同種電荷B．圖中M點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零C．圖中的兩束塑料絲形成了勻強(qiáng)電場D．將右側(cè)塑料絲沿著圖中x軸正方向移動，則電場力做負(fù)功幾個(gè)點(diǎn)電荷