2022年人教版高三物理專題復(fù)習(xí)講義：電場初步知識總結(jié)

電場初步知識

6.1摩擦起電、兩種電荷

1.帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)。

2.用摩擦的方法使物體帶電叫做摩擦起電。

.餞理11后的頭發(fā)帚力電荷

兩種電荷:自然界只存在兩種電荷，即正帝正電一

3.的發(fā)除

電荷和負(fù)電荷。物理學(xué)規(guī)定:飛謖

摩擦起電帶至物吸引輕小物體

用綢布摩擦過的玻璃棒所帶

的電荷叫做正電荷；用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶

的電荷叫做負(fù)電荷。

4.電荷間的相互作用規(guī)律是：同種電荷互相排斥，異種電荷互

相吸引。利用這個(gè)規(guī)律，可以制成檢驗(yàn)物體是否帶電和粗略檢測帶電

量多少的驗(yàn)電器。

富蘭克林命名正負(fù)電荷

6.2導(dǎo)體和絕緣體

1.導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體叫做導(dǎo)體。導(dǎo)體導(dǎo)電是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)有

大量可以自由移動(dòng)的電荷。如：金屬、石墨、人體、大地及酸、堿、

鹽的水溶液等。

2.絕緣體：不容易導(dǎo)電的物

體叫做絕緣體。絕緣體內(nèi)不容易

導(dǎo)電是因?yàn)榻^緣體內(nèi)幾乎沒有自

由移動(dòng)的電荷。如橡膠、玻璃、

塑料、油、純水等。吉伯向伊麗莎白女皇介紹能學(xué)新成果

吉爾伯特把經(jīng)過摩擦后能吸引小物體的物體叫做

electric,意思是“琥珀體”，這就是西文中

“電”的詞根的來源。

3.導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界限，在外界條件變化時(shí)，絕

緣體可能變成導(dǎo)體，如木棒潮濕時(shí)容易導(dǎo)電，燒成紅熱的玻璃會(huì)導(dǎo)電。

6.3靜電感應(yīng)

當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由

TTT申

于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)

體中的自由電荷便會(huì)趨向或

遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一

端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。

6.4電荷守恒定律

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)移過程中，電荷的

總量保持不變。

6.5元電荷：最小電荷量,用e表示e=L6022x10-19c

所有帶電體的電荷量或者等于e,或者是e的整數(shù)倍。故電荷量

不能連續(xù)變化

比荷：帶電體的電荷量與質(zhì)量的比

電子比荷

e_1.60x10-2。

=l.J6xlOnC/kg

me―0.91x10-3°館

6.6庫侖定律：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之

間相互作用的電力，跟它們的電荷量

的乘積成正比，跟它們的距離的二次

方成反比，作用力的方向在它們的連線上。即:

/=/我其中々為靜電力常量，A=9.0X109N-m7c2

r

成立條件:①真空中（空氣中也近似成立），②點(diǎn)電荷。即帶電

體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)。（這一點(diǎn)與萬有

引力很相似，庫侖扭秤的復(fù)原件

但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距

多近，T都等于球心距；而對帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重

新分布，不能再用球心間距代替T）。

6.7電場強(qiáng)度E

電場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。電場強(qiáng)度

E是描述電場力的性質(zhì)的物理量。

（1）定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的電場力方跟它的電荷量0

的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。￡=￡這是電場強(qiáng)度的定

q

義式，適用于任何電場。其中的。為試探電荷（以前稱為檢驗(yàn)電荷），

是電荷量很小的點(diǎn)電荷（可正可負(fù)）。電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向

與正電荷在該點(diǎn)受的電場力方向相同。

⑵點(diǎn)電荷周圍的場強(qiáng)公式是：E=華，其中。是產(chǎn)生該電場的電荷，

r

叫場源電荷。

⑶勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)公式是：E=其中d是沿電場線方向上的距離。

d

6.8電場線：是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枥L電場而想象出一些線，客觀并

不存在.

1.切線方向表示該點(diǎn)場強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向.

2.從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止,

或者從無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止.

3.疏密表示該處電場的強(qiáng)弱，也表示該處場強(qiáng)的大小.

4.勻強(qiáng)電場的電場線平行且距離相等.

5.沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場.

6.順著電場線方向，電勢越來越低.

7.電場線的方向是電勢降落陡度最大的方向，電場線跟等勢面垂直.

8.電場線永不相交也不閉合，

9.電場線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡.

勻強(qiáng)電場

孤立點(diǎn)電荷周圍的電場等量異種點(diǎn)電荷的電場等量同種點(diǎn)電荷的電點(diǎn)電荷與帶電平板

勻強(qiáng)電場：

場強(qiáng)方向處處相同，場強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場

(2)電勢能：電荷在電場中由電荷和電場的相,,.：一；

能，它具有相對性，即電勢能的零點(diǎn)選取具有任意任……?

y?\

勢能是電荷與電場所共有。

①電勢能可用E=q中計(jì)算。

②由于電荷有正、負(fù)、電勢也有正、負(fù)（分別表示高于和低于零

電勢），故用E=q①計(jì)算電勢能時(shí)，需帶符號運(yùn)算。

重力勢能和電勢能類比

重力場中.重力：地球和電場中.電場力：電荷之

物體之間存在的吸引力間的作用力

有電場力就有相應(yīng)的能.

有重力就有重力勢能ER=咄

0U電勢能Ep

Ep由物體和地面間的相對

Ep由電荷間的相對位置決定

位置決定

重力做功,重力勢能改變電場力作功.電勢能改變

「重力做正功,重力勢能就臧少電場力做正功,電勢能就減少

1重力做負(fù)功.重力勢能就增加1電場力做負(fù)功,電勢能就增加

W電-EpA-EpB

W重-EP1-Ep2

電勢6：是描述電場能的性質(zhì)的物理量。

①電勢定義為6=二，是一個(gè)沒有方向意義的物理量，電勢有高

q

低之分，按規(guī)定：正電荷在電場中某點(diǎn)具有的電勢能越大，該點(diǎn)電勢

越高。

②電勢的值與零電勢的選取有關(guān)，通常取離電場無窮遠(yuǎn)處電勢

為零；實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢為零。

③當(dāng)存在幾個(gè)“場源”時(shí)，某處合電場的電勢為各“場源”在此處電

場的電勢的代數(shù)和。

④電勢差，A、B間電勢差「中B；B、A間電勢差UBA=^B-R”

顯然UAB=TJBA,電勢差的值與零電勢的選取無關(guān)。

高度和電勢

重力場中，同一物體在不電場中.同一電荷在

同位置.場不同。電場中的不同位置,Ep

不同。

不同電荷在同一位置.

不同物體在同一位置.

Ep正比于電量q

EplE比于質(zhì)量m

Ep/m=gh,h只與相對位Ep/q叫做電勢。.夕只與

置有關(guān)相對位置有關(guān)

(4)電場線、場強(qiáng)、電勢、等勢面的相互關(guān)系。

①電場線與場強(qiáng)的關(guān)系；電場線越密的地方表示場強(qiáng)越大，電

場線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。

②電場線與電勢的關(guān)系：沿著電場線方向，電勢越來越低;

③電場線與等勢面的關(guān)系：電場線越密的地方等差等勢面也越

密，電場線與通過該處的等勢面垂直；

④場強(qiáng)與電勢無直接關(guān)系：場強(qiáng)大（或?。┑牡胤诫妱莶灰欢ù?/p>

（或?。?，零電勢可由人為選取，而場強(qiáng)是否為零則由電場本身決定；

⑤場強(qiáng)與等勢面的關(guān)系：場強(qiáng)方向與通過該處的等勢面垂直且

由高電勢指向低電勢，等差等勢面越密的地方表示場強(qiáng)越大。

掌握電場力做功計(jì)算方法

（1）電場力做功與電荷電勢能的變化的關(guān)系。

電場力對電荷做正功時(shí)，電荷電勢能減少；電場力對電荷做負(fù)功時(shí)，

電荷電勢能增加，電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。

（2）電場力做功的特點(diǎn)

電荷在電場中任意兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，它的電

勢能的變化量是確定的，因而移動(dòng)電荷做功的干/IM"

值也是確定的，所以，電場力移動(dòng)電荷所做的功，與移動(dòng)的路徑無

關(guān)，僅與始末位置的電勢差有關(guān)，這與重力做功十分相似。

（3）計(jì)算方法W=Fcos0*\AB\=qE?\AM\

①由功的定義式W=F-s來計(jì)算，但在中學(xué)階段，

限于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，要求式中F為恒力才行，所以，這個(gè)方法有局限

性，僅在勻強(qiáng)電場中使用。

②用結(jié)論“電場力做功等于電荷電勢能增量的負(fù)值”來計(jì)算，即

W=-△媼，已知電荷電勢能的值時(shí)求電場力的功比較方便。

③用W=qU'B來計(jì)算，此時(shí)，一般又有兩個(gè)方案：一是嚴(yán)格帶符

號運(yùn)算，q和加均考虛正和負(fù)，所得W的正、負(fù)直接表明電場力做功

的正、負(fù)；二是只取絕對值進(jìn)行計(jì)算，所得W只是功的數(shù)值，至于

做正功還是負(fù)功?可用力學(xué)知識判定。

例題領(lǐng)路（做后再看答案，效果更好）

例1.毛皮與玻璃棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上

B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到橡膠棒上

C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到毛皮上

D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上

解析：摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，中性

的物體若缺少了電子帶正電，多余了電子就帶負(fù)電，由于毛皮的原子

核束縛電子的本領(lǐng)比橡膠棒弱，在摩擦的過程中毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)

移到橡膠棒上，缺少了電子的毛皮帶正電，而正電荷是原子核內(nèi)的質(zhì)

子，不能自由移動(dòng)，所以A正確.

例2.對于庫侖定律，下列說法正確的是（）

A.只要是計(jì)算真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力，就可使用公

式

B.兩個(gè)帶電小球即使相距非常近，也能用庫侖定律計(jì)算庫侖力

C.相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們

受到的庫侖力大小一定相等

D.庫侖定律中的靜電力常量k只是一個(gè)比例常數(shù)，只有數(shù)值，

沒有單位

解析：庫侖,定律的表達(dá)式F=k平的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷，

而不是任意情況下的帶電體，所以選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；兩個(gè)點(diǎn)電荷

之間受到的.靜電力互為作用力與反作用力，所以選項(xiàng)C正確；靜電力

常量k=9.0X109N?m2/C2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案AC

例3.有三個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C,A帶電量7Q,B帶電量

-Q,C不帶電，將A、B固定，相距r,然后讓C球反復(fù)與A、B球多次接

觸，最后移去C球，試問A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?

解析：題中所說C與A、B反復(fù)接觸之間隱含一個(gè)解題條件：即A、

B原先所帶電量的總和最后在三個(gè)相同的小球間均分，則A、B兩球后

來帶的電量均為70+(一。)=2Q

3

A、B球原先是引力，大小為：

「,7Q.QQ2

F=K^=k*=7k=

rrr"

A、B球后來是斥力，大小為：

F=K*=a=4&

rrr

即X=iF,A、B間的相互作用力減為原來的4/7.

7

例4.關(guān)于同一電場的電場線，下列表述正確的是

()

A.電場線是客觀存在的

B.電場線越密，電場強(qiáng)度越小

C.沿著電場線方向，電勢越來越低

D.電荷在沿電場線方向移動(dòng)時(shí)，電勢能減小

解析：電場是客觀存在的，而電場線是假想的，A錯(cuò)；電場線越密的

地方電場越大B錯(cuò)；沿著電場線的方向電勢逐漸降低C對；負(fù)電荷沿

著電場線方向移動(dòng)時(shí)電場力做負(fù)功電勢能增加D錯(cuò)。

例5.如圖所示，空間有一電場，電場中有兩個(gè)點(diǎn)aZy；

和b.下列表述正確的是（）/K

A.該電場是勻強(qiáng)電場'4'

B.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大

C.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的大

D.正電荷在a、b兩點(diǎn)受力方向相同

解析：勻強(qiáng)電場的電場線是平行且等間距的，A選項(xiàng)錯(cuò)；電場線的疏

密程度表示場強(qiáng)的相對大小，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；受力方向?yàn)?/p>

該點(diǎn)的切線方向，故a、b兩點(diǎn)受力方向不相同.答案.B

例6.電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系

如圖所示，把電量為一5X10—9C的電荷，

從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能（選

填“增大”、“減小”或“不變”）；若A點(diǎn)的電----

勢UA=15V,B點(diǎn)的電勢UB=10V,則此過程中電場力做的功為

J.

解析：將電荷從從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做負(fù)功，其

W

電勢能增加；由電勢差公式UAB=T，W=qUAB=-5X10-9x（15

-10）J=-2.5X10-8J.

銜接練習(xí)嘗試（做后再看答案，效果更好）

一、選擇題（本題共有10小題，每小題4分，共40分。在每小

題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是正確的。全部選對的給4分，選

對但不全的得2分，有選錯(cuò)的或不選的得。分）

1.兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球,其中一個(gè)球

的帶電量的絕對值是另一個(gè)的5倍,它們間的庫侖力大小程F,喝兩

球接觸后再放回原處,它們間庫侖力的大小可能「一77

DA

A.5FI9B.4F/5C.5/74D.9/75圖1

2.點(diǎn)電荷A和B,分別帶正電和負(fù)電，電量分別為4Q和Q,

在AB連線上，如圖1所示，電場強(qiáng)度為零的地方在（）

A.A和B之間B.A右側(cè)

C.B左側(cè)D.A的右側(cè)及B/勺

的左側(cè):E

I

i

3.如圖2所示，一帶電小球用絲線懸掛在二*

圖2

水平方向的勻強(qiáng)電場中，當(dāng)小球靜止后把懸線燒

斷，則小球在電場中將作（）

A.自由落體運(yùn)動(dòng)B.曲線運(yùn)動(dòng)

C.沿著懸線的延長線作勻加速運(yùn)動(dòng)D.變加速直線運(yùn)動(dòng)

4.如圖3是表示在一個(gè)電場中的a、b、c、d四，臀髀I入檢驗(yàn)

電荷時(shí)，測得的檢驗(yàn)電荷的電量跟它所受電場力的函數(shù)施喊，

那么下列敘述正確的是（）*

A.這個(gè)電場是勻強(qiáng)電場\d

B.a、b、c、d四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是Ed>Ea>Eb>圖3

C.a、b、c、d四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是Ea>Eb>E）Ed

D.無法確定這四個(gè)點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系

5.以下說法正確的是（）

A.由E=±可知此場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與F成正比

q

B.由公式。=”可知電場中某點(diǎn)的電勢6與q成反比

q

C.由Uab=Ed可知，勻強(qiáng)電場中的任意兩點(diǎn)a、b間的距離越大，

則兩點(diǎn)間的電勢差也一定越大

D.公式C=Q/U,電容器的電容大小C與電容器兩極板間電勢差U

無關(guān)

6.一個(gè)電子在電場中A點(diǎn)具有80eV的電勢能，當(dāng)它由A運(yùn)動(dòng)到

B克服電場力做功30eV,則（）

A.電子在B點(diǎn)的電勢能是50eVB.電子的電勢能增加了30eV

C.B點(diǎn)的電勢為110VD.B點(diǎn)的1

電勢為T10V

7.如圖4所示，實(shí)線是一個(gè)電場中的電場線，

虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場中的軌跡，若電圖4

荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是（）

A.電荷從a到b加速度減小B.b處電勢能大

C.b處電勢高D.電荷在b處速度小

8.如圖5所示，質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子，以初速度Vo,從

A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電?——?

B

場中，粒子通過電場中B點(diǎn)時(shí)，速率VB=2V0,方I

-rj-------------?

向與電場的方向一致，則A,B兩點(diǎn)的電勢差為：＞

/、