1、考 纲 下 载 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 纲 下 载 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常见的电容器()14.电容器的电压、电荷量和电容的关系()高考地位 考点点击 高考对本章考查的频率较高，考查的题型有选择和计算等，考查的难度中等，分值一般为1020分 1.对电势、电势能、电场线、电场强度等基本概念的考查常以选择题形式出现 2平行板电容器的动态变化问题常被考查到 3电场和力学中的平衡、运
2、动学、牛顿运动定律、功能关系等结合，考查带电粒子在电场中的运动问题 返回返回思维启动如图711所示，在带电荷量为Q的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将C移走，再把A、B分开，则A_ 图711电，B_电；若先将A、B分开，再移走C，则A_电，B_电，这一过程中电荷总量_。返回提示：不带 不带 带负 带正 不变返回知识联动1元电荷、点电荷(1)元电荷：e1.61019C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。电子的电荷量 q1.61019C。(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型。返回2
3、电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创生，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中电荷的总量保持不变。(2)起电方法：摩擦起电、感应起电、接触起电。(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分。返回应用升级1(双选)一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了。这说明()A小球上原有的负电荷逐渐消失了B在此现象中，电荷不守恒C小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子
4、导走了D该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律返回解析：带负电的金属小球在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了，但电荷转移的过程中，电荷守恒，故C、D正确。答案：CD返回思维启动可以自由移动的点电荷q1、q2、q3放在光滑绝缘水平面上，如图712所示，已知q1与q2之图712间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。返回(1)如果q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷。(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是_。返回提示：(1)q2 为正电荷且处在平衡状态，所以 q1、q3 都为负电荷。(2)三个电荷都处在平衡状态
5、，三个电荷的合外力都为零，则有：对 q1：kq1q2l12 k q1q3l1l22，对 q2：kq1q2l12 kq2q3l22，对 q3：k q1q3l1l22kq2q3l22。以上三式联立整理得：q1q2q3(l1l2l2)21(l1l2l1)2返回知识联动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 k9.0109Nm2/C2，叫静电力常量。返回(3)适用条件：真空中的点电荷。在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。当两个带电
6、体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。两个点电荷间的距离r0时，不能再视为点电荷，也不遵循库仑定律，它们之间的库仑力不能认为趋于无穷大。返回(4)库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力。2三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场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。返回(2)规律：“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上；“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。返回应用升级2两个分别带有电荷量为Q 和3Q 的相同
7、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，则两球间库仑力的大小为()A.112F B.34FC.43FD12F返回解析：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：C返回思维启动 在真空中O点放一个点电荷Q1.0109 C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q1.0 图7131010 C，如图713所示。Q点的电场中M点的电场强度EM_，当拿走q后EM_；M点右侧N点处的电场强度为EN，则EM_E
8、N(填“”“”“”)。返回提示：电场是一种物质，电荷 q 在电场中 M 点所受的作用力是电荷 Q 通过它的电场对 q 的作用力，根据库仑定律，得FMkQqr2 9.01091.01091.010100.32N1.0108N。返回M 的场强 EMFMq 1.01081.01010N/C100 N/C，在 M 点拿走检验电荷 q，有的同学说 M 点的场强 EM0，这是错误的，其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷 Q 决定的，与检验电荷 q 是否存在无关。据公式 EkQr2 知，M 点场强大。返回知识联动1电场带电体周围客观存在的一种物质，它是电荷间相互作用的媒体，
9、具有力和能的性质。2电场强度(1)意义：描述电场强弱和方向的物理量。(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值。返回(3)公式：EFq，单位：V/m 或 N/C。(4)方向：正电荷在该点的受力方向，是矢量。(5)决定因素：电场强度决定于电场本身，与 q 无关。返回3场强的三个公式的比较三个公式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为场源电荷的电荷量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返回4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
10、形定则。返回应用升级3在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为 q，受到的电场力为 F，则该点的电场强度为 EFq，下列说法正确的是()A若移去检验电荷，则该点的电场强度为 0B若检验电荷的电荷量变为 4q，则该点的场强变为 4E返回C若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小方向均不变解析：电场中某点的电场强度只取决于电场本身，与检验电荷无关，故选D。答案：D返回知识联动1定义为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。2
11、特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；(2)电场线在电场中不相交；返回(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；(5)沿电场线方向电势逐渐降低；(6)电场线和等势面在相交处互相垂直。返回3几种典型电场的电场线分布图714返回4等量同种和异种点电荷的电场两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较如下：比较项目 等量同种点电荷 等量异种点电荷 电场线图示 返回比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷连线中点 O 处的场强为零中垂线上最大连线上最小由 O 沿中垂线向外场强的变化先 增 大 后减小逐渐减小关于 O 点对称的两点
12、 A与 A、B 与 B场强的关系等大、反向等大、同向返回5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)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行。返回应用升级4.(双选)如图715是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()Aa点的电势高于b点的电势B该点电荷带负电图715Ca点和b点电场强度的方向相同Da点的电场强度大于b点的电场强度返回解析：沿着电场线电势降低，a点电势比b点电势低，A项错；由电场线方
13、向知该点电荷带负电，B项正确；a点和b点不在同一条电场线上，电场强度方向不同，C错误；a点靠近场源电荷，a点场强大于b点场强，D项正确。答案：BD返回返回知识检索(1)计算库仑力大小时，只代入电荷量的绝对值，不需代入符号，库仑力的方向单独判断(2)研究电荷间的相互作用时，要注意判断是否符合库仑定律的适用条件(3)两个带电体间的库仑力是一对相互作用力返回例1 真空中有两个完全相同的金属小球，A球带qA6.41016C的正电荷，B球带qB3.21016C的负电荷，均可视为点电荷。求：(1)当它们相距为0.5 m时，A、B间的库仑力为多大？(2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的库仑力又为多大
14、？典题例析返回思路点拨 本题考查库仑定律的应用。注意两球所带电荷的分布情况，及两球接触后电荷的重新分配。返回解析(1)A、B 两球带异种电荷，因此，A、B 间的库仑力是引力，由库仑定律可得它们间的库仑力大小为FkqAqBr2 91096.410163.210160.52 N7.371021 N。(2)A、B 两球接触时会发生电中和，使“净电荷”总量减小，剩下的“正”净电荷将重新分布。返回由于 A、B 两球是完全相同的导体球，剩余的净电荷将平均分配，A、B 两球将带上同种电荷，故放回原处后，A、B 间的库仑力变为斥力。两球接触后，它们的带电情况为：QAQBqAqB26.43.221016 C1.
15、61016 C所以分别放回原处后，两球间的库仑力为：FkQAQBr291091.6210320.52 N9.221022 N。答案(1)7.371021 N(2)9.221022 N返回拓展训练1.（双选）如图716所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，都用长为L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法()A将小球A、B的质量都增加到原来的2倍图716B将小球B的质量增加到原来的8倍C将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍返回解析：对 B 由共点力平衡可得 FmB
16、gdL，而 FkQAQBd2，可知 d3 kQAQBLmBg，故答案为 B、D。答案：BD返回知识检索在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场强，还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进行计算，求合场强时，应先求出分场强，然后再根据矢量的合成法则(平行四边形定则)进行求解。返回典题例析例2（双选）如图717所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷Q，在x轴上C点有点电荷Q，且COOD，ADO60。下列判断正确的是()AO点电场强度为零图717BD点电场强度为零C若将点电荷q从O移向C，电势能增大D若将点电荷q从O移向C，电势能增大返回思路点拨 O点的场强应为A、B、C
17、三处点电荷在O处形成的合场强，将点电荷从O移向C时，电势能如何变化取决于电场力做什么功。返回解析 A、B 两点的点电荷在 O 点的合场强为零，因此 O点的电场强度应等于 C 点的点电荷在 O 点形成的电场强度，A 选项错；A、B、C 三点的点电荷在 D 点形成的电场强度大小分别为 EDAkQr2、EDBkQr2、EDCkQr2，所以 D点合电场强度为 EDkQr22kQr2cos600，故 B 选项对；将点电荷q 从 O 移向 C 时，电场力做正功，故电势能减小，C 选项错；将点电荷q 从 O 移向 C 时，电场力做负功，故电势能增加，D 选项对。答案 BD返回拓展训练2.如图718所示，AC
18、、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称。要使圆心O处图718的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷Q，则该点电荷Q应放在()AA点 BB点CC点DD点返回解析：由电场的叠加原理和对称性可知，q、q在O点的合场强方向应沿OD方向，要使O点的合场强为零，放上的电荷Q在O点的场强方向应与q、q在O点的合场强方向相反，所以D正确。答案：D返回知识检索解答力、电综合问题的基本思路返回典题例析例3 如图719所示，一根长L1.5 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在电场强度为E1.0105 N/C、与水平方向成30角的倾斜
19、向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q4.5106C；图719另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106C，质量m1.0102kg。现将小球B从杆的上端N静止返回释放，小球B开始运动。(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，取 g10 m/s2)求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？思路点拨 通过分析B球所受合力求解其加速度。利用当a0时速度最大来求h1。返回解析(1)开始运动时小球 B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mgkQqL2 qEsinma解得 agkQqL2mqEs
20、inm，代入数据解得 a3.2 m/s2。返回(2)小球 B 速度最大时合力为零，即kQqh12 qEsinmg，解得 h1kQqmgqEsin，代入数据解得 h10.9 m。答案(1)3.2 m/s2(2)0.9 m返回假设在M端没有带电小球A，其它条件不变，则带电小球B从N到M做什么运动，到达M点需要多长时间？在M点的速度为多大？返回解析：若无小球 A，则小球 B 将做匀加速直线运动，加速度为 a，则amgqEsinmgqEsinm5 m/s2由 L12at2 得 t2La 21.55 s 155 svat5 155 m/s 15 m/s答案：匀加速直线运动 155 s 15 m/s返回返
21、回1(2011新课标全国卷)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)()图7110返回解析：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返回2(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
22、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。由此可知()An3 Bn4Cn5 Dn6返回解析：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，则接触平分总电荷量，故有 qnqnq2qnq2 2，解之可得 n6，D 正确。答案：D返回3(2011重庆高考)如图7111所示，电量为q和q的点电荷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7111返回A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体中心和各面中心返回解析：根据点电荷场强公式 Ekqr2及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心点处场强为零，故答案为 D。答案：D返回4.（双选）(2012揭阳模拟)如图7112所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能图7112 为()A可能受到2个力作用B可能受到3个力作用C可能受到4个力作用D可能受到5个力作用返回解析：以A为研究对象，根据其受力平衡可得，如果没有摩擦，则A对斜面一定无弹力，只受重力和库仑引力作用而平衡；如果受摩擦力，则一定受弹力，所以A受4个力作用而平衡。故答案为A、C。答案：AC返回
