2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)夯實(shí)核心素養(yǎng)-電場(chǎng)力的性質(zhì)（原卷版）

第八章靜電場(chǎng)

學(xué)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度

與責(zé)任

科

電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)模型建構(gòu)：電場(chǎng)線、點(diǎn)探究庫(kù)侖認(rèn)識(shí)科學(xué)

素

度、電勢(shì)、電電荷、類平拋運(yùn)動(dòng)定律、觀本質(zhì)，形

養(yǎng)勢(shì)差、電勢(shì)能察電容器成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)

科學(xué)思維方法：比值定的充放電真、實(shí)事

義法、類比法現(xiàn)象求是和持

之以恒的

科學(xué)態(tài)

度。了解

實(shí)際生活

和生產(chǎn)中

的靜電現(xiàn)

象的應(yīng)

用，認(rèn)識(shí)

到科學(xué)對(duì)

社會(huì)進(jìn)步

的促進(jìn)作

用

考情分析近幾年高考對(duì)庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、電.場(chǎng)線、電勢(shì)

和電勢(shì)差、等勢(shì)面、電勢(shì)能、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，等知識(shí)點(diǎn)考

查的較頻繁，尤其是對(duì)電場(chǎng)性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的:運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的

考查是近幾年的重點(diǎn)。

備考題型有：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的求解，電場(chǎng)線、等勢(shì)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷問(wèn)

題；

(2)電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，以及。=切的應(yīng)用問(wèn)

題；

(3)電容器的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題，電容器與平衡條件的綜合問(wèn)題；

(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；

備考指導(dǎo)1.在復(fù)習(xí)中應(yīng)重視對(duì)基本概念及基本規(guī)律的理解，注重知識(shí)的實(shí)際

應(yīng)用，如帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、偏轉(zhuǎn)以及電容器的有關(guān)知識(shí)在

生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

2.加強(qiáng)本專題知識(shí)與其他物理知識(shí)的綜合應(yīng)用，如帶電粒子在復(fù)合

場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。掌握處理較為復(fù)雜的物理問(wèn)題的方法，如類比法、等

效法、建立模型等思維方法。熟練掌握波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像

必備知識(shí)清單

一、電荷電荷守恒定律

1.元電荷、點(diǎn)電荷

(1)元電荷：e=1.60X10->9C,所有帶電體的電荷量都是元電荷的倍.

(2)點(diǎn)電荷：代表帶電體的有一定電荷量的點(diǎn)，忽略帶電體的大小、形狀及電荷分布狀況的

理想化模型..

2.電荷守恒定律

(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物

體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量________

(2)三種起電方式：摩擦起電、起電、接觸起電.

(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體

(4)電荷的分配原則：兩個(gè)形狀、大小相同且?guī)N電荷的同種導(dǎo)體，接觸后再分開(kāi)，二者

帶電荷，若兩導(dǎo)體原來(lái)帶異種電荷，則電荷先,余下的電荷再

二、庫(kù)侖定律

1.內(nèi)容

一中兩個(gè)靜止之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成,與它們的距離

的二次方成，作用力的方向在它們的連線上..

2.表達(dá)式

尸=爛竽，式中％=N-m2/C2,叫做靜電力常量.

3.適用條件

中的靜止________

(1)在空氣中，兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應(yīng)用公式.

(2)當(dāng)兩個(gè)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于其本身的大小時(shí)，可以把帶電體看成點(diǎn)電荷.

4.庫(kù)侖力的方向

由相互作用的兩個(gè)帶電體決定，即同種電荷相互_____,異種電荷相互_____

三、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度

1.電場(chǎng)

(I)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)；

(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有

2.電場(chǎng)強(qiáng)度

(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力尸與它的電荷量g的比值.

F

(2)定義式：E=一;單位：N/C或

q

(3)矢量性：規(guī)定____在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.

3.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：真空中距場(chǎng)源電荷。為，?處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=瑤.

四、電場(chǎng)線的特點(diǎn)

1.電場(chǎng)線從或出發(fā)，終止于或

2.電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交.

3.在同一幅圖中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線

命題點(diǎn)精析(一)庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用

1.對(duì)庫(kù)侖定律的理解

(1)庫(kù)侖定律適用于真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用。

(2)對(duì)于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷，r

為球心間的距離。

(3)對(duì)于兩個(gè)帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示。

qiq2

①同種電荷：F<k--,

ql(j2

②異種電荷：

(4)不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地認(rèn)為r-O時(shí)，庫(kù)侖力尸一8,因?yàn)楫?dāng)「一0時(shí)，兩

個(gè)帶電體已不能看作點(diǎn)電荷了。

2.平衡問(wèn)題的解題思路

涉及庫(kù)侖力的平衡問(wèn)題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問(wèn)題一樣，只是在原

來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了庫(kù)侖力，具體步驟如下：

［確定研究對(duì)象I可根據(jù)問(wèn)題需要選用“整體法”或“隔離法”)

__________________________

(受力分析卜一|多了電場(chǎng)力(F=筆"或F=gE)

(列平］方程IF令=0或程=0、F,=0)

典型例題

【例1】如圖所示，在邊長(zhǎng)為/的正方形的每個(gè)頂點(diǎn)都放置一個(gè)點(diǎn)電荷，其中。和6電荷量均

為+c和d電荷量均為一q.則。電荷受到的其他三個(gè)電荷的靜電力的合力大小是（）

麻1】如圖，三個(gè)固定的帶電小球小b和C,相互間的距離分別為必=5

cm,hc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、6的連

線。設(shè)小球隊(duì)b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為仁則（）

C

A.a、b的電荷同號(hào)，k——

9

16

B.a、b的電荷異號(hào)，k=—

9

64

C.a、b的電荷同號(hào)，k=—

27

64

D.a、6的電荷異號(hào)，k=—

27

【練2】如圖所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，由靜止

同時(shí)釋放，則兩個(gè)小球的加速度和速度大小隨時(shí)間變化的情況是（）

AB

A.速度變大，加速度變大B.速度變小，加速度變小

C.速度變大，加速度變小D.速度變小，加速度變大

命題點(diǎn)精析（二）電場(chǎng)強(qiáng)度的理解與計(jì)算

1.電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)

電場(chǎng)強(qiáng)度E是表示電場(chǎng)力的性質(zhì)的一個(gè)物理量。規(guī)定正電荷受力方向

矢量性

為該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向

電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的

唯一性

電荷q無(wú)關(guān)，它決定于形成電場(chǎng)的電荷（場(chǎng)源電荷）及空間位置

如果有幾個(gè)靜止電荷在空間同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，那么空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是各

疊加性

場(chǎng)源電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和

2.電J場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式

公式適用條件特點(diǎn)

F某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為確定值，大小及方

定義式E=一任何電場(chǎng)

q向與F及q無(wú)關(guān)

某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E由場(chǎng)源電荷。和

決定式E=k-真空中的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

r2該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離r決定

u

關(guān)系式E=—?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)d是沿電場(chǎng)方向的距離

d

1例2］如圖所示，傾角為8的光滑絕緣斜面固定在水平面上.為了使質(zhì)量為小帶電荷量為

+q的小球靜止在斜面上，可加一平行紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)（未畫(huà)出），則（

wptan0

A.電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為￡=——

q

mg

B.若電場(chǎng)強(qiáng)度E=一，則電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定豎直向上

q

C.若電場(chǎng)強(qiáng)度方向從沿斜面向上逐漸轉(zhuǎn)到豎直向上，則電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大

D.若電場(chǎng)強(qiáng)度方向從沿斜面向上逐漸轉(zhuǎn)到豎直向上，則電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大

陵3】直角三角形/8C中，ZA=90°,ZB=30°,在/點(diǎn)和C點(diǎn)分別固定兩

個(gè)點(diǎn)電荷，已知8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于8C邊向下，則（）

A

A.兩點(diǎn)電荷都帶正電

B.Z點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，。點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電

C.A點(diǎn)處電荷的帶電荷量與C點(diǎn)處電荷的帶電荷量的絕對(duì)值之比為二

2

1

D.A點(diǎn)處電荷的帶電荷量與C點(diǎn)處電荷的帶電荷量的絕對(duì)值之比為-

2

【練4】如圖，空間某區(qū)域有一個(gè)正三角形/8C,其三個(gè)頂點(diǎn)處分別固定有三

個(gè)等量正點(diǎn)電荷，。點(diǎn)為正三角形的中心，E、G、〃點(diǎn)分別為正三角形三邊的

中點(diǎn)，E點(diǎn)為E關(guān)于C點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)。取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0,下列說(shuō)法正確的

是（）

A.E、G、"三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均相同

B.E、G、〃三點(diǎn)的電勢(shì)均相同

C.。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大

D.根據(jù)對(duì)稱性，E、尸兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向

命題點(diǎn)精析（三）等量同種和異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的比較

比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷

電場(chǎng)線的分布圖

連線上。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，指

連線中點(diǎn)。處的場(chǎng)強(qiáng)為零

向負(fù)電荷一方

連線上的場(chǎng)強(qiáng)大?。◤淖蟮接遥┭剡B線先變小，再變大沿連線先變小，再變大

沿連線的中垂場(chǎng)線由。點(diǎn)向。點(diǎn)最小，向外先變大后變

。點(diǎn)最大，向外逐漸變小

外強(qiáng)大小小

關(guān)于。點(diǎn)對(duì)稱的4與4,

等大同向等大反向

B與B'的場(chǎng)強(qiáng)

【例3】如圖所示，E、尸、G、，為矩形/8CO各邊的中點(diǎn)，0為EG、HF的交點(diǎn),48邊的

長(zhǎng)度為d.E、G兩點(diǎn)各固定一等量正點(diǎn)電荷，另一電荷量為。的負(fù)點(diǎn)電荷置于4點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)

點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零.若將〃點(diǎn)的負(fù)電荷移到。點(diǎn)，則尸點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向?yàn)?/p>

（靜電力常量為左）（）

A

H

D

4kQ4kQ

A.——,方向向右方向向左

（11

3kQ3kQ

方向向右D.—-方向向左

壁'al

【練5】如圖所示，四個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值均為0，分別固定在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)

上，正方形邊長(zhǎng)為m則正方形兩條對(duì)角線交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度（）

中一.......中

9----------e

附°

A.大小為丁，方向豎直向上

2也kQ

B.大小為b方向豎直向上

趣kQ

C.大小為百’方向豎直向下

2&Q

D.大小為——,方向豎直向下

a2

【練6】如圖所示，一電子沿等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線由/一。-8勻速飛過(guò)，電子重力

不計(jì)，則電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是（）

fA

A.先變大后變小，方向水平向左

B.先變大后變小，方向水平向右

C.先變小后變大，方向水平向左

D.先變小后變大，方向水平向右

1例4］已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)與一個(gè)位于球心的、電荷量

相等的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。如圖所示，半徑為H的球體上均勻分布著電

荷量為。的電荷，在過(guò)球心。的直線上有/、8兩個(gè)點(diǎn)，。和8、8和/間的

距離均為凡現(xiàn)以。8為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為左，球的體

4

積公式為憶=丁/，則〃點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為（）

7k。5kQ

B.-------

36R236R2

7kQ3kQ

C.D.-------

32火2167?2

【練7】如圖所示，在點(diǎn)電荷一q的電場(chǎng)中，放著一塊帶有一定電荷量、電荷均

勻分布的絕緣矩形薄板，為其對(duì)稱軸，。點(diǎn)為幾何中心。點(diǎn)電荷一q與

。、b之間的距離分別為"、2d、3d。已知圖中。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則帶電薄

板在圖中b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向分別為（）

M?|:|,一yN

一_IIV~

一d-*|*-d—*■,-d-

kq,

A.—,水平向右B.—,水平向左

d2d2

kqkq,kq,

c.—,水平向右水平向右

d29d29d2

像8】直角坐標(biāo)系xQy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、"兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N

兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電荷量為。的正點(diǎn)電荷置于。點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)處的電場(chǎng)

強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用上表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則”點(diǎn)處電

場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向分別為（）

r

~M0Nx

?qo,-a）

3kQ「3kQ_

A.-沿y軸正向B.-沿歹軸負(fù)向

4〃24a2

5kQ5kQ

C.——9沿y軸正向D.——,沿y軸負(fù)向

4a24a2

核心素養(yǎng)大提升

電場(chǎng)線與粒子運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題

1.兩等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布規(guī)律

等量異種電荷等量同種電荷

■

等勢(shì)面

電場(chǎng)線

分布圖i

以同種正￡國(guó)電荷為例

方向：正f負(fù)

方向：中點(diǎn)兩側(cè)方向相反

電場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)弱：強(qiáng)一弱f強(qiáng)，中

連線強(qiáng)弱：強(qiáng)一弱一強(qiáng)，中點(diǎn)￡=0

點(diǎn)最小

特點(diǎn)

方向：正電荷f負(fù)電荷若為正電荷，中點(diǎn)最低

電勢(shì)

強(qiáng)弱：高f低若為負(fù)電荷，中點(diǎn)最高

中點(diǎn)兩側(cè)方向相反。兩側(cè)均有

各點(diǎn)方向一致

電場(chǎng)強(qiáng)度最大值，中點(diǎn)向兩側(cè)均為弱一

中垂線中點(diǎn)最強(qiáng)兩側(cè)漸弱

強(qiáng)一弱

電勢(shì)電勢(shì)為0的等勢(shì)面不是等勢(shì)面

相同點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小、電勢(shì)均關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱分布

2.電場(chǎng)線的應(yīng)用.

正電荷受電場(chǎng)力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)

判斷電場(chǎng)切線方向相同，負(fù)電荷受電場(chǎng)力方向

力的方向

和電場(chǎng)線在該點(diǎn)切線方向相反

電電場(chǎng)線密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏處

判斷電場(chǎng)

場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度小，進(jìn)而可判斷電荷受力大

線強(qiáng)度的大小

小和加速度的大小

的

應(yīng)判斷電勢(shì)的

用沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低最快，且電

高低與電勢(shì)

場(chǎng)線密的地方比疏的地方降低更快

降低的快慢

電場(chǎng)線越密的地方，等差等勢(shì)面越密

判斷等勢(shì)

面的疏密集；電場(chǎng)線越疏的地方，等差等勢(shì)面

越稀疏

3.電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的比較

(1)電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的比較

電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)軌跡

①電場(chǎng)中并不存在，是為研究電場(chǎng)方便①粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是客觀存

而人為引入的在的

②曲線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)②軌跡上每一點(diǎn)的切線方向即粒子在

方向，同時(shí)也是正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)該點(diǎn)的速度方向，但加速度的方向與

力的方向速度的方向不一定相同

（2）帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線重合的條件

①電場(chǎng)線是直線；

②帶電粒子受電場(chǎng)力作用，若受其他力，則其他力的合力為零或合力方向

沿電場(chǎng)線所在直線；.

③帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線。

以上三個(gè)條件必須同時(shí)滿足。

4.求解電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題的方法

（1）“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”——畫(huà)出“速度線”（運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線）

與“力線”（在初始位置電場(chǎng)線的切線方向），從二者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)

動(dòng)的情況。.

（2）“三不知時(shí)要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向（或等勢(shì)面電勢(shì)的

高低）、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面。若已知其中的任一

個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知（三不知），則要用“假設(shè)

法”分別討論各種情況。

【.例5】（多選）靜電場(chǎng)中，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下自A/點(diǎn)由靜止開(kāi)

始運(yùn)動(dòng)，N為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的另外