1、最新考纲要求备考指导1.物质的电结构、电荷守恒1.理解点电荷、元电荷、电场强度、电势、电势能、电场线、等势面、电容等概念2.掌握库仑定律并能应用该定律处理静电平衡和静电加速等问题3.掌握点电荷、等量同种点电荷、等量异种点电荷、匀强电场等电场的电场线和等势面分布特点4.掌握平行板电容器及其动态变化问题的两种模型始终与电源相连接和充电以后与电源断开的特点和处理方法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7.电场线8.电势能、电势最新考纲要求备考指导9.电势差5.电场和力学中的平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等知识结合起来的力、电综合题，并综合应
2、用力学和电场知识处理带电粒子在电场中的运动问题6.注重知识的实际应用，能够运用静电场相关的知识解释物理现象，分析和解决实际问题.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第1讲 电场力的性质(见学生用书第 97 页)一、物质的电结构及电荷守恒定律1物质的电结构构成物质的原子本身包括：的质子和的中子构成，核外有的电子，整个原子对外界表现为2元电荷最小的电荷量，其值为 e.其他带电体的电荷量皆为元电荷的带正电不带电原子核带负电较远位置电中性1.601019 C整数倍3电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生
3、，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；在转移的过程中，电荷的总量(2)起电方式：、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是转移转移保持不变摩擦起电接触起电得失电子 1把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是()A两球原来带有等量异种电荷 B两球原来带有同种电荷 C两球原来带有不等量异种电荷 D两球中原来只有一个带电【解析】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，两个相同的小球接触后电荷量平均分配规律可知，B、C、D均可能，故选A.【答案】A二、点电荷及库仑定律1点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身
4、的和对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷2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，跟它们的电荷量的乘积成，跟它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的上(2)公式：F，其中比例系数 k 叫做静电力常量，k9.0109Nm2/C2.(3)适用条件：；形状大小正比反比连线kq1q2r2真空中点电荷 库仑定律只适用于真空中的点电荷，当r0时，两带电体不能视为点电荷，库仑定律不再适用，但它们之间存在库仑力图 6112如图 611 所示，在绝缘水平面上静止着两个质量均为 m，电荷量均为Q 的物体 A 和 B(A、B 均可视为质点)，它们间的距离为 r，与水平面间的动摩擦因数为
5、，则物体 A 受到的摩擦力为()Amg B0 CkQ2r DkQ2r2【答案】D【解析】由于质点 A 处于静止状态，由力的平衡条件可知 A 受到的摩擦力为：FfF 库kQ2r2，故 D 正确三、电场 电场强度及电场线1电场基本性质：对放入其中的电荷有2电场强度(1)定义式：E ，适用于，是矢量，单位：N/C 或.(2)点电荷的场强：E ，适用于计算中的点电荷产生的电场(3)方向：规定在电场中某点的方向为该点的电场强度方向(4)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的3电场线(1)特点电场线从或无限远处出发，终止于无限远处；电场线在电场中；在同一电场里，电场线的
6、地方场强越大；电场线上某点的切线方向表示该点的；沿电场线方向电势逐渐；电场线和等势面在相交处(2)几种典型电场的电场线图 612 电场中某一点的电场强度E与试探电荷q无关，由场源电荷和该点在电场中的位置决定 3(2012江门模拟)下列关于电场线的说法，正确的是()A电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同 B电场线越密处，同一试探电荷受的电场力越大 C顺着电场线移动电荷，电荷所受电场力的大小一定不变 D在电场中，凡是电场线通过的点，场强都不为0，不画电场线的区域，位于该区域内的点则无电场【解析】电场线上每一点的切线方向与正电荷在该点的受力方向相同，与负电荷在该点的受力方向相反，所以
7、选项A错误电场线密处，场强E大，电荷量一定的电荷受到的电场力一定大，选项B正确顺着电场线移动电荷，若是在匀强电场中，受电场力大小一定不变，在非匀强电场中受电场力大小要改变，所以选项C错误电场线实际并不存在，是人为画的几条有向曲线，用来粗略地描绘电场区域内的场强分布情况，不可能覆盖区域中所有的点，即不能细致地描绘出每处的场强情况，所以选项D错误【答案】B图 6134有一负电荷自电场中的 A 点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到 B 点，它运动的速度图象如图 613 所示，则 A、B 所在电场区域的电场线分布可能是图 614 中的()图 614【解析】由vt图象可知，负电荷的a和v均增加，故
8、EBEA，B点的电场线比A点的密，且电场力与v同向，E与v反向，应选B.【答案】B(见学生用书第 99 页)1.场强的公式三个公式EFq适用于任何电场与检验电荷是否存在无关EkQr2 适用于点电荷产生的电场Q为场源电荷的电量EUd适用于匀强电场U为两点间的电势差，d为沿电场方向两点间的距离 2电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和(2)计算法则：平行四边形定则 电场强度是静电学中重要的物理量，也是高考考查的重点，三个公式有不同的意义及使用范围，应用时应根据具体问题选用相应的公式(2011重庆高考)如图 615 所示，电量为q 和q 的点电荷
9、分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()图 615A体中心、各面中心和各边中点B体中心和各边中点C各面中心和各边中点D体中心和各面中心【思路点拨】解答本题时应注意以下两点：(1)正方体内各点的场强为8个点电荷产生场强的合场强(2)应用对称性确定各点的合场强【解析】根据点电荷场强公式 EkQr2 及场的叠加原理，利用点电荷电场的对称性可以确定各面的中心及正方体的中心电场强度均为零，故 D 正确，A、B、C 错误【答案】D 1AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为q和q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距 离 等 于 圆 的 半 径，如 图 6 1 6
10、 所示要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q()A应放在A点，Q2q B应放在B点，Q2q C应放在C点，Qq D应放在D点，Qq图 616【解析】由平行四边形定则得出q和q在O点产生的合场强水平向右，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小要使圆心处的电场强度为零，则应在C点放一个电荷量Qq的点电荷，或在D点放一个电荷量Qq的点电荷故C选项正确【答案】C 1.电场线的作用(1)表示场强的方向 电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致(2)比较场强的大小 电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱同一幅图中，电场线越密的地方场强越强，电场线越疏的地方
11、场强越弱(3)判断电势的高低 在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低 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点电荷电场线分布图连线中点O点的场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小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的场强等大同向等大反向 3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系 根据电场线的定义，一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合：(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零或速度方向与电场线平行；(3)电荷
12、仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行(1)沿电场线方向电势越来越低，但场强不一定越来越小(2)等量异种电荷的电场，沿连线，中点场强最小，沿中垂线，中点场强最大(3)等量同种电荷的电场，沿连线，中点场强为零(最小)，沿中垂线，由中点到无穷远，场强先变大后变小出现极值图 617(双选)(2011哈尔滨月考)如图 617 所示，A、B 为两个固定的等量的同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷 C，现给电荷 C 一个垂直于连线的初速度 v0，若不计电荷 C 所受的重力，则关于电荷 C 运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是()A加速度始终增大B加速度先增大后减小C速度
13、始终增大，最后趋于无穷大D速度始终增大，最后趋于某有限值【聚焦题眼】“等量的同种正电荷”、“自由运动的正电荷C”【解析】沿两正电荷连线的中垂线，电场强度的方向由中点竖直向上，故正电荷C受到的电场力也竖直向上，速度始终增大，因很远处场强接近零，故速度趋于某有限值，但因两电荷连线中点处场强和中垂线上很远处场强均为零，故正电荷C向上运动过程所受的电场力先增大后减小，由牛顿第二定律可知，其加速度也先增大后减小，B、D正确，A、C错误【答案】BD 2(2011河源模拟)如图618所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上
14、的一点，电场线的分布关于MN左右对称则下列说法中正确的是()A这两点电荷一定是等量异种电荷 B这两点电荷一定是等量同种电荷 CD、C两点的电场强度一定相等 DC点的电场强度比D点的电场强度小图 618【解析】由电场线分布的特征可知，产生电场的电荷一定是等量异种电荷，A正确，B不正确；D、C两点电场线的密度不同，D、C两点的电场强度不同，C不正确；C点电场线的密度大，电场强度大，D不正确【答案】A 1分析思路 2运动反映受力情况(1)物体保持静止：F合0.(2)做直线运动 匀速直线运动：F合0.变速直线运动：F合0，且F合一定沿直线方向(3)做曲线运动：F合0，且F合总指向曲线凹的一侧(4)加速
15、运动：F合与v夹角，090；减速运动：90180.(5)匀变速运动：F合恒量(2012北京东城区检测)如图 619 所示，一带电荷量为q、质量为 m 的小物块处于一倾角为 37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止重力加速度取 g，sin 370.6，cos 370.8.求：图 619(1)水平向右电场的电场强度的大小；(2)若将电场强度减小为原来的 1/2，小物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后小物块下滑距离 L 时的动能【解析】(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，则FNsin 37qEFNcos 37mg由、可得 E3mg4q.(2)若电
16、场强度减小为原来的 1/2，则E3mg8qmgsin 37qEcos 37ma可得 a0.3g.(3)电场强度变化后小物块下滑距离 L 时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得：mgLsin 37qELcos 37Ek0可得 Ek0.3mgL.【答案】(1)3mg4q (2)0.3g(3)0.3mgL 电场力虽然从本质上有别于力学中的重力、弹力、摩擦力，但产生的效果服从于牛顿力学中的所有规律，因此，有关电场力作用下带电体的运动问题，应根据力学解题思路去分析图 61103(2012汕尾模拟)如图 6110 所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为 m、电荷量均为Q 的物体 A 和 B(A、B 均可
17、视为质点)，它们间的距离为 r，与水平面间的动摩擦因数均为，求：(1)A 受的摩擦力为多大？(2)如果将 A 的电荷量增至4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B 各运动了多远距离？【解析】(1)由 A 受力平衡，得：A 受的摩擦力为 FAF 库kQ2r2.(2)当加速度第一次为零时，库仑力和滑动摩擦力大小相等mgk4Q2r2，r2Qkmg间距增大了 2Qkmgr因 A、B 的质量相等，所以加速度在这段时间内的任何时刻总是等大反向，因此 A、B 运动的距离相等，各运动了 Qkmgr2.【答案】(1)kQ2r2 (2)均运动了 Qkmgr2(见学生用书第 101 页)电场线与运动
18、轨迹的关系1(2011新课标全国高考)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的关于 b 点电场强度 E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)()【解析】由a至c的弯曲情况可知受力方向指向图中虚线的右下方，b点的速度方向vb如图，由a至c速率递减可知受力方向如图中F，角大于90，因为电荷为负，故场强方向应与F反向，故D正确【答案】D带电体的平衡2(2010全国高考)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为 104 V/m.已知一半径为 1 mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为 103 kg/m
19、3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为()A2109 C B4109 CC6109 C D8109 C【解析】带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，则 mgqE，得：qmgE VgE 43r3gE4109 C，故选项 B 正确【答案】B库仑定律与电荷守恒定律3(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
20、，方向不变由此可知()An3 Bn4Cn5 Dn6【答案】D【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 qnqnq2 qnq2 2，解之可得 n6，D 正确电场强度的矢量性4(2012蓝田模拟)在下图各种电场中，A、B 两点电场强度相等的是()【解析】电场强度是矢量，电场强度相等必定其大小相等、方向相同故答案为C.【答案】C力、电综合问题图 61115(2012金华模拟)在匀强电场中，有一质量为 m、带电荷量为 q 的带电小球静止在
21、 O 点，然后从 O 点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为，如图 6111 所示，那么关于匀强电场的场强大小，下列说法中正确的是()A唯一值是mgtan q B最大值是mgtan qC最小值是mgsin qD不可能是mgq【答案】C【解析】因为轨迹为直线，故重力和电场力的合力应沿直线，如图所示，故电场力最小值 FminEqmgsin.所以 E 有最小值mgsin q，故选 C.等量异种电荷电场分布特点6(双选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱如图 6112 甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E、F 是连线中垂线上相对 O 对称的两点，B、C 和 A、D 也相对 O 对称则()图 6112 AB、C两点场强大小和方向都相同 BA、D两点场强大小相等，方向相反 CE、O、F三点比较，O的场强最强 DB、O、C三点比较，O点场强最强【解析】由对称性可知，B、C两点场强大小和方向均相同，A正确；A、D两点场强大小相同，方向也相同，B错误；在两电荷连线的中垂线上，O点场强最强，在两点电荷连线上，O点场强最弱，D错误【答案】AC课时知能训练本小节结束请按ESC键返回
