1、高考备考导航知识内容学科素养考向指导1.物质的电结构、电荷守恒(1)物理观念(物质观念)1.考题难度：试题情景新颖，难度中等偏上。2.常考热点：电场线、等势线与带电粒子运动轨迹的判断问题、电势、电势能、电势差与电场强度的关系、电容器的动态分析，电容器与平衡条件的综合、带电粒子在匀强电场中的运动问题、用功能关系的观点处理带电体在电场中的运动问题等。3.常用物理思想方法：理想模型法、图象法、数理结合法等。(2)科学思维(科学推理)2.静电现象的解释科学思维(科学推理)3.点电荷、库仑定律(1)物理观念(物质观念)(2)科学思维(模型建构)4.静电场、电场强度、点电荷的场强、电场线物理观念(物质观念
2、)5.电势能、电势、电势差物理观念(能量观念)6.匀强电场中电势差与电场强度的关系物理观念(运动与相互作用观念)7.常见电容器，电容器的电压、电荷量和电容的关系物理观念(物质观念)8.带电粒子在匀强电场中的运动，示波管(1)物理观念(运动与相互作用观念)(2)科学思维(科学推理)9.观察电容器的充、放电现象(1)科学探究(2)科学态度与责任第1讲 电场的力的性质知识排查知识点一 点电荷、电荷守恒定律1.点电荷有一定的电荷量，忽略形状和_的一种理想化模型。2.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_到另一个物体，或者从物体的一部分_到另一部分；在转移过程中，电荷的总
3、量保持_。(2)起电方式：_、_、感应起电。(3)带电实质：物体带电的实质是_。大小转移转移不变摩擦起电接触起电得失电子知识点二 库仑定律1.内容：_中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的_成正比，与它们的距离的_成反比。作用力的方向在它们的连线上。3.适用条件：(1)_中；(2)_。真空9.0109电荷量的乘积二次方真空点电荷知识点三 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_。比值正电荷电场力矢量平行四边形知识点四 电场线1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的_及_，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的_都跟该点的电场强度方向一致，曲线的
4、_表示电场的强弱。强弱方向切线方向疏密2.电场线的特点正电荷相交场强场强方向降低垂直小题速练1.思考判断答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.电场中有一点P，下列说法正确的是()A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零C.P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向答案 C3.下列关于电场的叙述中正确的是()A.以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相等B.正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C.取走电场中某点的试探电荷后，该点的场强为零D.电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点电场的
5、方向不一定相同解析电场强度是矢量，以点电荷为圆心，r为半径的球面上场强大小相等、方向不同，选项A错误；场强的大小与电荷正、负无关，选项B错误；取走试探电荷，该点的场强不变，选项C错误；只有正电荷所受电场力的方向与该点电场的方向相同，选项D正确。答案D4.如图1所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点，则电荷所受电场力()图1A.大小不变B.方向不变C.逐渐减小D.逐渐增大解析由电场线的分布情况可知，N点电场线比M点电场线疏，则N点电场强度比M点电场强度小，由电场力公式FqE可知正点电荷从虚线上N点移动
6、到M点的过程中，电场力逐渐增大，电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，所以一直在变化，故选项D正确。答案D库仑定律的理解及应用1.对于两个相同的带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图2所示。2.解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下：3.一个结论完全相同的两带电金属球接触后再分离两球带有完全相同的电荷量。考向1 库仑定律及矢量合成教材引领1.人教版选修31P8例2 真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2106 C，求它们各自所受的库
7、仑力。图1.23 求一个点电荷受的库仑力解析按题意作图(图1.23)。每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，情况相同，只要求出一个点电荷(例如q3)所受的力即可。q3共受F1和F2两个力的作用，q1q2q3q，相互距离r都相同，所以根据平行四边形定则，合力是F2F1cos 300.25 N合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外。答案见解析真题闯关2.(2018全国卷，16)如图3，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()图3答案 D考向2 库仑力
8、作用下的平衡问题教材引领1.人教版选修31P15T6 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0102 kg，所带电荷量为2.0108 C。现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30夹角(图1.312)。求这个匀强电场的电场强度。图1.312 求电场强度解析小球受到重力mg、电场力F，轻绳拉力FT的作用处于平衡状态，它的受力情况如图所示，则答案 2.9106 N/C真题闯关2.(2019全国卷，15)如图4，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则()图4A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带
9、正电荷，Q带负电荷D.P带负电荷，Q带正电荷解析细绳竖直，把P、Q看作整体，在水平方向所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，选项A、B错误；如果P、Q带不同性质的电荷，受力如图甲、乙所示，由图知，P带正电荷，Q带负电荷，水平方向的合力不为零；P带负电荷、Q带正电荷时符合题意，选项C错误，D正确。答案 D3.(2017北京理综，22)如图5所示，长l1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37。已知小球所带电荷量q1.0106 C，匀强电场的场强E3.0103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，c
10、os 370.8。求：图5(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。解析(1)小球在匀强电场中所受电场力FqE3103 N。代入数值解得v2 m/s。答案(1)3103 N(2)4104 kg(3)2 m/s对电场强度的理解与计算1.电场强度的性质矢量性规定正电荷受力方向为该点场强的方向唯一性电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置2.电场强度的三个计算公式考向1 对电场强度的理解【例1】如图6甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐
11、标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷所带电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是()图6A.B点的电场强度的大小为0.25 N/CB.A点的电场强度的方向沿x轴负方向C.点电荷Q是正电荷D.点电荷Q的位置坐标为0.3 m答案 D考向2 求解特殊电场中电场强度的方法图7答案 C1.电场叠加基本原则是平行四边形定则。2.某些问题中，可灵活应用“对称法”、“补偿法”或“微元法”等方法技巧。(1)对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的
12、特点，可以使复杂电场的叠加计算大为简化。(2)补偿法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为完整的球面。(3)微元法：可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷，再利用公式和场强叠加原理求出合场强。1.如图8所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点有一电荷量为q(q0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()图8答案 B2.(2019武汉调研)如图9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
13、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，则下列判断正确的是()图9答案 C电场线的理解和应用1.电场线的应用2.两种等量点电荷的电场比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O点的电场强度最小，指向负电荷一方为零连线上的电场强度大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外电场强度大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A、B与B的电场强度等大同向等大反向【典例】(2019福建三明模拟)如图10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
14、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()图10A.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的加速度将增大D.两个粒子的动能一个增加一个减小解析根据两粒子的偏转方向，可知两粒子带异种电荷，但无法确定其具体电性，选项A错误；由粒子受力方向与速度方向的关系，可判断电场力对两粒子均做正功，两粒子的速度、动能均增大，选项B、D错误；从两粒子的运动轨迹判断，a粒子经过的电场的电场线逐渐变得稀疏，b粒子经过的电场的电场线逐渐变密，说明a的加速度减小，b的加速度增大，选项C正确。答案 C1.(多选)人教版选修31P15T
15、5改编某电场区域的电场线如图11所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是()图11A.负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力B.a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右C.正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D.a点的场强一定大于b点的场强解析电场线越密，场强越大，电荷受到的电场力越大，与电荷的正、负无关，故A错误，B、C、D正确。答案BCD2.A、B是一条电场线上的两个点，一个带负电的微粒仅在电场力的作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度时间图象如图12所示，则这一电场可能是图中的()图12解析由微粒的vt图象可知，带负电的微粒在电场中做
16、加速度逐渐增大的减速运动，故顺着电场线运动，且场强增大，只有A正确。答案 A3.如图13所示是真空中两等量的异种点电荷周围的电场分布情况。图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OMON。下列说法正确的是()图13A.同一电荷在O、M、N三点所受的电场力相同B.同一电荷在O、M、N三点的电场力方向相同C.O、M、N三点的电场强度大小关系是EMENEOD.把另一自由电荷从M点静止释放，将沿MON做往复运动解析O、M、N三点的电场强度方向相同，但大小不同，O点场强最大，EMENEO，同一电荷在三点所受的电场力大小不同，方向相同，故选项A、C错误，B正确；把另一电荷从M点静止释放，由于受到水平的电场力作用不会沿MON做往复运动，故选项D错误。答案B
