2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）第8章第1節(jié)電場力的性質(zhì)

1、 高考備考指南命題分析核心素養(yǎng)1以電場線、等勢面為背景，考查電場強度、電勢(差)、電場力做功、電勢能的變化等知識，以選擇題的形式呈現(xiàn)。2電容器的動態(tài)分析、電容器與平衡條件的綜合問題一般以選擇題形式呈現(xiàn)；對帶電粒子或帶電體在電場中的運動的考查，選擇題、計算題均有出現(xiàn)，但以計算題形式較多，且題目具有一定的綜合性，常與功能關(guān)系相結(jié)合。物理觀念：靜電現(xiàn)象、庫侖力、電場強度、電勢能、電勢、電勢差、電容器及電容?？茖W(xué)思維：電荷守恒定律、點電荷、庫侖定律、電場線、等勢面、電勢差與電場強度的關(guān)系、電場力做功與電勢能變化關(guān)系、電壓和電荷量與電容的關(guān)系、電場的疊加原理?？茖W(xué)探究：庫侖力與電荷量及電荷間距離的關(guān)系、

2、電容與電壓和電荷量的關(guān)系?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：靜電現(xiàn)象應(yīng)用與安全。電場力的性質(zhì)一、電荷及電荷守恒定律1元電荷、點電荷(1)元電荷：e1.61019 C，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(2)點電荷：當帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點電荷。2靜電場(1)定義：存在于電荷周圍，能傳送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。3電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，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)起電方式：摩擦

3、起電、接觸起電、感應(yīng)起電。(3)帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是得失電子。二、庫侖定律1內(nèi)容：真空中兩個靜止點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表達式：Fkeq f(q1q2,r2)，式中k9.0109 Nm2/C2，叫靜電力常量。3適用條件：真空中的點電荷。三、電場強度、點電荷的場強1定義：放入電場中某點的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的比值。2定義式：Eeq f(F,q)。單位為N/C或V/m。3點電荷的電場強度：真空中點電荷形成的電場中某點的電場強度Ekeq f(Q,r2)。4方向：規(guī)定正電荷在電場中某點所受電場力的方

4、向為該點的電場強度方向。5電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，遵循平行四邊形定則。四、電場線1定義：為了形象地描述電場中各點電場強度的大小及方向，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致，曲線的疏密表示電場的強弱。2電場線的特點(1)不閉合：電場線起始于正電荷(或無窮遠處)，終止于無窮遠處(或負電荷)。(2)不相交：在電場中兩條電場線不相交。(3)同一電場中，電場線密的地方場強大。(4)電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向。(5)沿電場線方向電勢降低。(6)電場線和等勢面在相交處垂直。一、易錯易誤辨析(正確的打“”

5、，錯誤的打“”)(1)電場中某點的電場強度與試探電荷在該點所受的電場力成正比。()(2)電荷在電場中某點所受的電場力的方向就是該點的電場強度方向。()(3)在點電荷產(chǎn)生的電場中，以點電荷為球心的同一球面上各點的電場強度都相同。()(4)電場線的方向即為帶電粒子的運動方向。()(5)英國物理學(xué)家法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場。()(6)美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量。()二、教材習(xí)題衍生1(人教版必修第三冊P23T2改編)如圖所示，兩個不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對絕緣柱支撐使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開()A

6、此時A帶正電，B帶負電B此時A帶正電，B帶正電C移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合D先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合C由靜電感應(yīng)可知，A端帶負電，B端帶正電，選項A、B錯誤；若移去C，A、B兩端電荷中和，則貼在A、B下部的金屬箔都閉合，選項C正確；先把A和B分開，然后移去C，則A、B帶的電荷不能中和，故貼在A、B下部的金屬箔仍張開，選項D錯誤。2(人教版必修第三冊P10T3改編)如圖所示，半徑相同的兩個金屬小球A、B帶有電荷量大小相等的電荷，相隔一定的距離，兩球之間的距離遠大于小球的直徑，兩球之間的相互吸引力大小為F。今用第三個半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B

7、兩個球接觸后移開，這時，A、B兩個球之間的相互作用力大小是()Aeq f(1,8)F Beq f(1,4)F Ceq f(3,8)F Deq f(3,4)FA由于A、B間有吸引力，故A、B帶異種電荷。設(shè)A、B帶的電荷量分別為Q、Q，則兩球之間的相互吸引力即為靜電力：Fkeq f(Q2,r2)。當C球與A球接觸后，A、C兩球的電荷量都為：q1eq f(Q,2)。當C球再與B球接觸后，B、C兩球的電荷量絕對值都為：q2eq f(Qf(Q,2),2)eq f(Q,4)。所以此時A、B兩球之間的相互作用力的大小為Feq f(kf(Q,2)f(Q,4),r2)keq f(Q2,8r2)eq f(F,8)

8、，故A正確。3(人教版必修第三冊P17T5改編)(多選)如圖所示是某電場區(qū)域的電場線分布，A、B、C是電場中的三個點，下列說法正確的是()AA點的電場強度最小BB點的電場強度最小C把一個正點電荷分別放在這三點時，其中放在B點時受到的靜電力最大D把一個負點電荷放在A點時，所受的靜電力方向和A點的電場強度方向一致AC電場線密的地方電場強度大，電場線疏的地方電場強度小，A正確，B錯誤；B點的電場強度最大，由FqE知，C正確；負電荷受力方向與電場強度的方向相反，D錯誤。4(魯科版必修第三冊P11T4改編)如圖所示，用兩根細線把兩個帶同種電荷的小球懸掛在一點，平衡后兩球等高。兩球靜止時，細線與豎直線的偏

9、角分別為和，則()AmAmBBmAqBDqA，故mAd，D項錯誤。3MN為足夠大的不帶電的金屬板，在其右側(cè)距離為d的位置放一個電荷量為q的點電荷O，金屬板右側(cè)空間的電場分布如圖甲所示，P是金屬板表面上與點電荷O距離為r的一點。幾位同學(xué)想求出P點的電場強度大小，但發(fā)現(xiàn)很難，經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的。圖乙中是兩等量異種點電荷的電場線分布，其電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點電荷連線的中垂線。由此他們分別對圖甲P點的電場強度方向和大小作出以下判斷，其中正確的是()甲乙A方向沿P點和點電荷的連線向左，大小為eq f(2kqd,r3)B方向

10、沿P點和點電荷的連線向左，大小為eq f(2kqr(r2d2),r3)C方向垂直于金屬板向左，大小為eq f(2kqd,r3)D方向垂直于金屬板向左，大小為eq f(2kqr(r2d2),r3)C據(jù)題意，從題圖乙可以看出，P點電場方向為水平向左；由題圖乙可知，正、負電荷在P點電場疊加，其大小為E2keq f(q,r2)cos 2keq f(q,r2)eq f(d,r)2keq f(qd,r3)，故選項C正確。 電場線的理解及應(yīng)用1電場線的應(yīng)用(1)在同一電場內(nèi)，電場線越密的地方場強越大。(2)電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向。(3)沿電場線方向電勢逐漸降低。(4)電場線和等勢面在相交處

11、互相垂直。2兩種等量點電荷的電場線比較等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布中垂線上的電場強度O點最大，向外逐漸減小O點為零，向外先變大后變小連線上的電場強度沿連線先變小后變大，中點O處的電場強度最小沿連線先變小后變大，中點O處的電場強度為零電場強度方向比較A、A、B、B四點場強方向相同，垂直于BB連線A點場強方向向右，A點場強方向向左，B點場強方向向上，B點場強方向向下典例3(多選)電場線能直觀、方便地反映電場的分布情況。如圖甲是等量異號點電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點；O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則()甲乙AE、F兩點場強

12、相同BA、D兩點場強不同CB、O、C三點，O點場強最小D從E點向O點運動的電子加速度逐漸減小AC等量異號點電荷連線的中垂線是一條等勢線，電場強度方向與等勢線垂直，因此E、F兩點場強方向相同，由于E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，則其場強大小也相等，故A正確；根據(jù)對稱性可知，A、D兩點處電場線疏密程度相同，則A、D兩點場強大小相同，由題圖看出，A、D兩點場強方向相同，故B錯誤；由題圖看出，B、O、C三點比較，O點的電場線最稀疏，場強最小，故C正確；從點E到O，電場線分布由稀疏到密集，電場強度逐漸增大，所以電子加速度逐漸增大，故D錯誤。 跟進訓(xùn)練1對于如圖所示的四個電場，下列說法正確的是()甲

13、乙丙丁A圖甲為等量同種點電荷形成的電場線B圖乙離點電荷距離相等的 a、b 兩點場強相同C圖丙中在 c 點靜止釋放一正電荷，可以沿著電場線運動到 d 點D圖丁中某一電荷放在 e 點與放到 f 點，它們的電勢能相同D由題圖可知，甲為等量異種點電荷形成的電場線，故A錯誤；乙為正點電荷所形成的電場線分布，離點電荷距離相等的a、b兩點場強大小相同，場強方向不同，故B錯誤；只有電場線為直線時，粒子才有可能沿著電場線運動，在曲線電場線中，粒子不會沿著電場線運動，故C錯誤；丁中e點與f點電勢相同，同一點電荷在兩處的電勢能相同，故D正確。2(多選)(2021山東濟南模擬)如圖所示，實線為三個電荷量相同的帶正電的

14、點電荷Q1、Q2、Q3的電場線分布，虛線為某試探電荷從a點運動到b點的軌跡，則下列說法正確的是()A該試探電荷為負電荷Bb點的電場強度比a點的電場強度大C該試探電荷從a點到b點的過程中電勢能先增加后減少D該試探電荷從a點到b點的過程中動能先增加后減少BC電場力方向指向運動軌跡的凹處，所以電場力方向與電場線方向相同，該試探電荷為正電荷，故A錯誤；根據(jù)電場線的疏密程度表示電場強度的大小，b點的電場強度比a點的電場強度大，故B正確；該試探電荷從a點到b點的過程中，電場力提供其做曲線運動的合外力，且電場力方向指向運動軌跡的凹處，與速度方向的夾角先是鈍角后變成銳角，而電場力先做負功后做正功，試探電荷的電勢能先增加后減少，根據(jù)功能關(guān)系可知，試探電荷動能先減少后增加，故C正確，D錯誤。3(多選)如圖所示，虛線是某靜電場的一簇等勢線。實線是一帶電粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，A、B、C為軌跡上的三個點。下列判斷正確的是()A軌跡在一條電場線上B粒