1、考什么 1.物质的电结构、电荷守恒 2.静电现象的解释 3.点电荷 4.库仑定律 5.静电场 6.电场强度、点电荷的场强 考什么 7.电场线 8.电势能、电势 9.电势差 10.匀强电场中电势差与电场强度的关系 11.带电粒子在匀强电场中的运动 12.示波管 13.常见电容器 14.电容器的电压、电荷量和电容的关系 怎么考 对本章知识的考查常以电场力的性质和能的性质，以及带电粒子在电场中的运动为命题点，结合共点力平衡、运动学、牛顿运动定律、功和能及交变电流等构成综合试题，考查分析综合能力，应用数学知识处理物理问题的能力。题型有选择、计算等，难度中等偏上，是每年高考的必考知识 怎么办 复习时应重
2、视对基本概念、定义的理解；注意知识的实际应用，如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的有关知识在实际生产、生活中的应用；加强本章知识与其他物理知识的综合，如带电粒子在复合场中的运动；掌握处理较为复杂的物理问题的方法，如类比、等效、建立模型等思维方法 高考成功方案第1步 高考成功方案第2步 高考成功方案第3步 每课一得 每课一测 第 1 讲 电 场 力的 性 质 第七章 回扣一 点电荷、电荷守恒定律1判断正误(1)元电荷实质上是指电子和质子本身()(2)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍()(3)当两个带电体的形状和大小对它们间相互作用的影响可忽略时，这两个带电体就可看成点电荷()解析：
3、(1)元电荷是物体所带的最小电荷量，不是实际的物质粒子；(2)物体所带电荷量为元电荷的整数倍；(3)如果带电体的大小和形状可以忽略，则带电体可以看成点电荷。答案：(1)(2)(3)2双选(2011华附12月)如图711所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是()图711A先把两球分开，再移走带电棒B先移走带电棒，再把两球分开C先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D.用手接触乙球，移开导体棒，然后将手离开乙球，最后将两球分开解析：由起电的几种方法可知，A为感应起电，C为接触起电；B选项，在移走带电棒时，两导体球会将电荷中和又不
4、显电性；D选项，在移走导体棒前，甲乙整体已经带了电，但移走后，甲乙整体的电荷又通过人体导入大地，最终不显电性。答案：AC回扣二 库仑定律3关于库仑定律，下列说法中正确的是()A库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B根据 Fkq1q2r2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C若点电荷 q1 的电荷量大于 q2 的电荷量，则 q1 对 q2的静电力大于 q2 对 q1 的静电力D库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律解析：点电荷是实际带电体的模型，只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时，实际带电体才能视为点电荷，故 A 错；当两个“点电荷”之间的距离趋
5、近于零时，这两个“点电荷”已相对变成很大的带电体，不能再视为点电荷，公式 Fkq1q2r2 已不能用于计算此时的静电力，故 B 错；q1 和 q2 之间的静电力是一对相互作用力，它们的大小相等，故 C 错；库仑定律与 FGm1m2r2 的表达式相似，研究和运用的方法也很相似，都是平方反比定律，故 D 对。答案：D图712回扣三静电场、电场强度和点电荷的场强4.如图712是表示在一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是()A这个电场是匀强电场Ba、b、c、d四点的电场强度大小关系是EdEaEbEcCa、b、c、d四点
6、的电场强度大小关系是EaEbEdEcD无法确定这四个点的电场强度大小关系解析：本题以图像的方式考查了对电场强度及其定义式的理解，图中给出了a、b、c、d四个位置上电荷量和所受静电力大小的变化关系，由电场强度的定义式E可知，Fq图像的斜率代表电场强度。斜率大的电场强度大、斜率小的电场强度小，故选项B正确。A、C、D错误。答案：B图7135.在真空中O点放一个场源电荷Q1.0109 C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个试探电荷q1.01010C，如图713所 示。求：(1)q在M点受到的作用力。(2)M点位置的电场强度。(3)拿走q后M点位置的电场强度。(4)M、N两点的电场强
7、度哪点大。(5)如果把Q换成电荷量为1.0109 C的点电荷，情况又如何。解析：(1)电荷 q 在电场中 M 点所受到的作用力是电荷 Q 通过它的电场对 q 的作用力，根据库仑定律，得 FMkQqr2 9.01091.01091.010100.32 N1.0108 N因为 Q 为正电荷，q 为负电荷，库仑力是吸引力，所以力的方向沿 MO 指向 Q。(2)解法一：M 点的电场强度 EMFMq 1.0108/(1.01010)N/C100 N/C，其方向沿 OM 连线背离 Q，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同。解 法 二：将 FM k Qqr2 代 入 EM FMq，得 EM kQr2 9
8、.01091.01090.32N/C100 N/C，方向沿 OM 连线背离 Q。(3)在 M 点拿走检验电荷 q，有的同学说 M 点的电场强度 EM0，这是错误的。其原因在于电场强度是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的场源电荷 Q 决定的，与检验电荷 q是否存在无关。(4)据公式 EkQr2知，M 点电场强度较大。(5)如果把 Q 由正电荷换成负电荷，其电荷量不变，除 q 所受库仑力方向和电场强度方向变为原来的反方向外，其他情况不变。答案：(1)1.0108 N，方向沿MO指向Q(2)100 N/C，方向沿OM连线背离Q(3)100 N/C，方向沿OM连线背离Q(4)M(5)见解析图
9、714回扣四 电场线6双选如图714是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是()A这个电场可能是负点电荷的电场BA点的电场强度大于B点的电场强度CA、B两点的电场强度方向不相同D负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向解析：本题考查了对电场线的正确理解。负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负点电荷的直线，故A错。电场线越密的地方电场强度越大，由图可知EAEB，故B正确。电场强度的方向沿切线方向，故C正确。B点的切线方向即B点电场强度方向，而负电荷所受电场力方向与其相反，故D错。答案：BC知识必会1库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷
10、量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。(2)表达式：Fkq1q2r2，式中 k9.0109 Nm2/C2，叫静电力常量。2应用方法库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理。注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力。3三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合电场强度为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。(2)规律：
11、“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”正负电荷相互间隔；“两大夹小”中间电荷的电荷量最小；“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。名师点睛(1)当两个均匀带电球体相距较远时，也可视为点电荷，r应指两球体的球心距离。(2)静电力遵循牛顿第三定律和力的平行四边形定则。典例必研例1(2011海南高考)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此
12、可知()An3 Bn4Cn5 Dn6审题指导 由“相同金属小球”可知：两金属球接触后电荷平分或先中和再平分；由“距离远大于小球的直径”可知：小球带电时可视为点电荷。解析 由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电荷。由库仑定律 FkQ1Q2r2 知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比。又由于三小球相同，则接触时平分总电荷量，故有 qnqnq2qnq2 2，解之可得 n6，D 正确。答案 D冲关必试1两个分别带有电荷量Q 和3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F。两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则
13、两球间库仑力的大小为()A.112FB.34FC.43FD12F解析：两带电金属球接触后，它们的电荷量先中和后均分，由库仑定律得：Fk3Q2r2，Fk Q2r22k4Q2r2。联立得 F43F，C 选项正确。答案：C2.如图 715 所示，在光滑绝缘水平面上放置 3 个电荷量均为 q(q0)的相同小球。小球之间用劲度系数均为 k0 的图 715轻质弹簧绝缘连接。当 3 个小球处在静止状态时，每根弹簧的长度为 l。已知静电力常量为 k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()Al5kq22k0l2Blkq2k0l2Cl5kq24k0l2Dl5kq22k0l2解析：根据对称性，任选两边小球中
14、的一个为研究对象，该小球在水平方向受三个力的作用，如图所示。应用库仑定律、胡克定律和平衡条件得：k0 xkq2l2k q22l2，得 x5kq24k0l2；所以 l0lxl5kq24k0l2。答案：C知识必会1对电场强度公式的理解表达式比较EFqEkQr2EUd公式意义电场强度的定义式真空中点电荷的决定式匀强电场 E 与U 的关系式表达式比较EFqEkQr2EUd适用条件一切电场真空；点电荷匀强电场决定因素电 场 本 身决定，与 q无关场源电荷 Q 和场源电荷到该点的距离r 共同决定电场本身决定相同点矢量，1 N/C1 V/m2.电场强度叠加原理和应用(1)当空间有几个点电荷同时存在时，它们的
15、电场就互相叠加，形成合电场，这时某点的电场强度就是各个点电荷单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和。(2)电场强度是矢量，遵守矢量合成的平行四边形定则，注意只有同时作用在同一区域的电场才能叠加。(3)电场中某点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的点电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(源电荷)及空间位置，电场中每一点对应的电场强度与放入该点的电荷无关。图716典例必研例2 如图716所示，分别在A、B两点放置点电荷Q121014C和Q221014C。在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m。(1)试求C点的电场强度。(2)如果将一个电子放置在C点，它所受的库仑力的大
16、小和方向如何？思路点拨 先求出A、B电荷在C点分别产生的电场强度，二者的合电场强度即为C点的电场强度。解析(1)本题所研究的电场是点电荷Q1和Q2所形成的电场的合电场。因此C点的电场强度是由Q1在C处的电场强度E1和Q2在C处的电场强度E2的合电场强度。根据 EkQr2得 E1kQ1r129.0109 2101461022N/C0.05 N/C，方向如图所示。同理求得 E2kQ2r22 0.05 N/C，方向如图所示。根据平行四边形定则作出 E1 和 E2 的合成图。由几何关系得 ECE10.05 N/C，方向平行于 AB 向右。(2)电子在C点所受的力FqEC1.610190.05 N081
17、020 N因为电子带负电，所以方向与EC方向相反。答案(1)0.05 N/C，方向平行于AB向右(2)0.81020 N，方向平行于AB向左3(2012汕头检测)如图717所示，点电荷A和B，分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q，在AB连线上，电场强度为零的地方在()图717AA和B之间BB左侧CA右侧DA的右侧及B的左侧冲关必试解析：电场强度为零是点电荷A和B所形成的电场的合电场强度，可知答案为B。答案：B4.如图 718 所示，有一带电荷量为q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为 2d，此点电荷到带电薄板的垂图 718线通过板的圆心。若图中 a 点处的电场强度为零，则图中 b点处的电强度大小
18、是()Ak q9d2k qd2Bk q9d2k qd2C0 Dk qd2解析：点电荷在 a 点产生的电场强度大小 Ek qd2，方向向左，由题意，带电薄板在 a 点产生的电场强度大小 Ek qd2，方向向右。根据对称性，带电薄板在 b 点产生的电场强度大小 Ek qd2，方向向左，点电荷在 b 点产生的电场强度大小 E kq9d2，方向向左，根据电场强度的叠加原理，可知 A 正确。答案：A知识必会1电场线的特点(1)不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)，即电场线不能形成闭合曲线。(2)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不中断，两条电场线也不能相交。(3)不
19、是电荷在电场中的运动轨迹：只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线、电荷仅受电场力作用时，电荷的运动轨迹才与电场线重合。2常见电场的电场线分布(1)孤立点电荷电场的电场线比较。电场 电场线图样 简要描述 正点 电荷 发散状。距电荷距离相等的点的电场强度大小相等，方向不相同 负点 电荷 会聚状。距电荷距离相等的点的电场强度大小相等，方向不相同 比较 等量异种点电荷 等量同种(正)点电荷 电场线分 布图 连线中点O处的电场强度 最小，指向负电荷一方 为零(2)等量点电荷的电场线比较。比较 等量异种点电荷 等量同种(正)点电荷 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，
20、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的电场强度特点 等大同向 等大反向 电场线图样 简要描述 互相平行的、等间距的、同向的直线(3)匀强电场的电场线。名师点睛 应用电场线可解决的问题(1)根据给出的电场线，分析推断电势和电场强度的变化情况。(2)根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，分析推断带电粒子的性质、受力、能量变化等。(3)根据给定电势的分布情况，求作电场线。典例必研例3 如图719所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若
21、带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图不能做出下列哪些判断()图719A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D带电粒子在a、b两点的速度何处较大审题指导 解答该题应注意以下三点：(1)由轨迹弯曲方向判断电场力的方向；(2)由电场线的疏密判断加速度的大小；(3)根据动能定理分析速度的大小。解析 由电场线的疏密可知，a点的电场强度大，带电粒子在a点的加速度大；画出初速度方向结合运动轨迹的偏转方向，可判断带电粒子所受电场力的方向，但由于电场的方向未知，所以不能判断带电粒子的电性；利用初速度方向和电场力方向的关系，可判断电场力对带电粒子
22、由a到b做负功，动能减小，因此vavb，综上所述只有A项不能判断。答案 A图7110冲关必试5.一负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度时间图像如图7110所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列图7111中的()图7111解析：由速度时间图像可知，电荷的速度越来越大，且加速度也是越来越大，故该负电荷在运动过程中，应受到从A指向B的作用力，所以电场线的方向应由B指向A。由于加速度越来越大，所以电场力越来越大，即B点的电场强度应大于A点的电场强度，即B点处电场线应比A点处密集，所以正确答案为C。学生由于对vt图像的斜率即加速度值理解不够，不能
23、正确得出电荷加速度变大的结论，而得不到正确的结果。答案：C每课一得对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中，应用对称性不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些基本规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题，这种思维方法在物理学中称为对称法。利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，出奇制胜，快速简便地求解问题。示例 如图7112所示，位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷A、B、C、D，四个点电荷的带电量均为q，其中点电荷A、C带正电，点电荷B、D带负电，试确定过正方形中心O并与正方形垂直的直线上到O点距离为x的P点处的电场强度。图7112方法导入 四个点电荷在P点产生的场强大小相等，A、C两电荷产生的场强关于OP线对称，B、D两电荷产生的场强也关于OP线对称，根据对称性的特点，可求出四个电荷在P点产生的合场强。解析 四个点电荷各自在P点的电场强度EA、EB、EC、ED如图7113所示，根据对称性可知，EA、EC的合电场强度E1沿OP向外，EB、ED的合电场强度E2沿OP指向O，由对称性可知，E1、E2大小相同，所以P点的电场强度为0。图7113答案 0 点击此图片进入“每课一测”