最新高考物理电场专题
具
体复习建议
一．两种电荷，电荷守恒，电荷量（Ⅰ）
1．两种电荷的定义方式。（丝绸摩擦玻璃棒，定义玻璃棒带正点；毛皮摩擦橡胶棒，定义橡胶棒带负电）
2．从物质的微观结构及物体带电方法
接触带电（所带电性与原带电体相同）
摩擦起电（两物体带等量异性电荷）
感应带电（两导体带等量异性电荷）
3．由于物体的带电过程就是电子的转移过程，所以带电过程中遵循电荷守恒。每个物体所带电量应为电子电量（基本电量）的整数倍。
4．知道相同的两金属球绝缘接触后将平分两球原来所带净电荷量。（注意电性）
二．真空中的库仑定律（Ⅱ）
1．r r q kq F 22112 或 2
212112r q kq F F 方向在两点电荷连线上，满足同性相斥，异性相吸。
2．规律在以下情况下可使用：
（1）规定为点电荷；
（2）可视为点电荷；
（3）均匀带电球体可用点电荷等效处理，
绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律221r q kq F 等效处理，但r 表示两球心之间的距离。（其它形状的带电体不可用电荷中心等效）
（4）用点电荷库仑定律定性分析绝缘带电金属球相互作用力的情况
两球带同性电荷时：221r q kq F
r 表示两球心间距，方向在球心连线上 两球带异性电荷时：221r
q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 3．点电荷库仑力参与下的平衡模型（两质量相同的带电通草球模型）
4．两相同的绝缘带电体相互接触后再放回原处 （1）相互作用力是斥力或为零（带等量异性电荷时为零）
mgtg l q kq 221)
sin 2(
3221sin 4cos l q kq mg T
（2）若原来带同性电荷，则F F /；若原来带异性电荷，则相互作用力大小与原来比各种可能性都有。
三．电场，电场的叠加（Ⅱ）
1．电场强度的定义：q
F E 或 a.单位检验电荷在电场空间某点受力的大小定义为此电场在此点的电场强度的大小，
b.规定正电荷的受力方向为此点的电场强
度方向。
2．电场强度定义的思维方式：（1）在场中的某点置入不同的检验电荷，其
受力不同，但力与电荷的比值相同，说明：
此比值由产生场的电荷决定，与检验电荷无
关。
（2）改变场源电荷或检验电荷在场中的位
置，比值将会发生变化，说明：比值由场源
电荷及点相对于场源电荷的空间位置决定。
（3）选择检验电荷是为了不改变场源电荷的
空间分布，保持空间场强不变。
（4）密度、电阻、速度等物理量均采用了上
述定义方式，这是认识物理规律、定义物理
量的一种重要方法。
3．点电荷电场：r r kq E 2 或 2r
kq E 方向：正电荷沿半径向外，负电荷沿半径
向内。
4．两点电荷在电荷连线和中垂线的电场
(1) 若q 1=q 2为同性电荷，则：
a ．E o =0
b ．中垂线上有一点场的极大值（若说
某点离o 点较近，则视为此点在极大值
以内）；方向：正电荷沿线向外，负电荷
沿线向内。 C ．连线上以中点、电荷分成的各段中靠近电荷处场强较大，离电荷等距离时外侧比内侧场强大。
(2) 若q 1=q 2为异性电荷，则：
a ．中垂线上靠近中点o 场强较大；方向：垂直于中垂线指向负电荷。
b ．连线上以中点、电荷分成的各段中靠近电荷处场强较大，离电荷等距离时内侧比外侧场强大。
(3)若q 1≠q 2为同性电荷时，电场为零点在q 1、q 2之间，到q 2的距离x 满足：2221)(x kq x l kq ，在此处放一电荷q ，且同时满足：222x
kq l kq 时三带电体均可处于静止状态。
(4) 若q 1≠q 2为异性电荷时，电场为零点在连线上小电荷外侧，若q 1 5．平行板匀强电场d U E k S kQ E 44 6．电场的叠加 电场的存在不需要介质 同一空间可以同时存在不同带电体的电场 只有通过影响带电体所带电量的大小、电荷的分布或在空间的位置才能改变此带电体在空间的电场 空间某点电场与某电荷在空间这一点的电场是不同的，空间某点电场是所有电荷在空间这一点的电场的叠加。 提供的练习 0．下列有关电场强度的叙述中，错误的是 （ D ） A ．电场强度是描述电场力的性质的物理量， B ．电场强度在数值上等于放入该点的电荷所受到的电场力跟它电量的比 值， C ．点电荷Q 形成的电场中，强度跟Q 成正比，与距离r 的平方成反比， D ．在匀强电场中，场强等于两点间的电势差与两点间的距离之比。 1．如图（1）所示，A 、B 为两个用绝缘细线悬挂起来的质量相等的带电小球，左边放一个带正电的球C ，两悬线都保持竖直方向（两线长度相等），那么图（2）中哪个图可以表示A 、B 两球的静止位置？( B ) 2．两个相同的金属小球分别带电后离开一定距离，两球相互作用的静电力大小为F ，若将两小球接触一下后再分开仍放回原处，发现两球相互作用的静电力大小仍为F ，则这两小球原来所带的电荷 ( B ) (1) A B C D A．可能是等量的异种电荷，B．可能是不等量的异种电荷，C．可能是不等量的同种电荷，D．不可能是异种电荷。 3．在两个等量异种点电荷形成的电场中，( C ) A．一定存在场强E等于零的点，也存在电势U等于零的点， B．只存在场强E等于零的点，不存在电势U等于零的点， C．不存在场强E等于零的点，只存在电势U等于零的点， D．场强E等于零和电势U等于零的点都不存在。 41．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c 位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正点，b带负电， a所带电量的大小比b的小。已知c受到的a和b的静电 力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是 [ B] A．F1B．F2 C．F3D．F4 42．如果把三个电量相等的同种点电荷固定在等边三角形ABC的三个顶点上，在这三个点电荷形成的电场中，电场强度为零的点应在该三角形的( C ) A．三个顶点上，B．任一条边的中点上， C．几何中心，D．任一条边的延长线上。 5．两小球质量不相等，并分别带有不等量的异种电荷，其中q1是正电荷，q2是负电荷，且q1 > q2 ，用细线悬挂于O点，如果在整个空间施加一个水平向左的匀强电场，则不可能出现的平衡状态是( AD ) F4 b （ （ 6. 如图所示，在光滑的水平绝缘平面上固定着三个 等质量的可视为质点的带电小球A 、B 、C ，三球排成一 条直线，若释放A 球（另外两球仍固定，下同）则释放瞬间A 球的加速度为1米／秒2，方向向左；若释放C 球，则C 球的瞬时加速度为2米／秒2，方向向右。现同时释放三个球，则释放瞬间B 球的加速度大小为_______1_____米／秒2，方向是____向左_____ 7. 如图，在沿水平方向的匀强电场中，一质量为m 的带 正电的小球通过一长为L 的轻质绝缘绳，悬挂于固定点O 上， 已知小球在电场中所受的电场力跟重力之比为1 : 3 ，现 使小球从与O 同高、到O 的距离为L ／ 3 的A 点由静止开 始释放，则当绝缘绳刚要被拉紧时，带电小球的速率为 ______2________。 8．图中半径为R 的光滑圆柱体保持静止，整个空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为m 、带正电荷q 的滑块，从最高点A 由静止起沿柱面滑下，达到B 点时开始离开柱面， AOB = ，根据以上条件求出匀 强电场的电场强度E 。 sin 3)2cos 3(q mg 9．竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图5所示的电路图连接。绝缘线与左极板的夹角为θ。当滑动变阻器R 的滑片在a 位置时，电流表的读数为I 1，夹角为θ1 A B C E 当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则（D ） Ａ．θ1<θ2，I1 Ｃ．θ1=θ2，I1=I2 Ｄ．θ1<θ2，I1=I2 四．电场力做功、电势能的改变、电势差、电势（Ⅱ） 1．电场力是保守力，其做功与路径无关。（无论电场力是否为恒力，做功均与路径无关） 2．电场力做功与电势能改变之间的关系：W=E初-E末=ΔE p 3．确定电势零点后，电势能与电势的关系：E qA=φA q （1）由于φA与q分属场源电荷与电荷，所以电势能属于系统， （2）由于零电势的选择是任意的，所以电势与电势能是相对的 （3）电势或电势能存在正负，表示相对于零点势或零电势能的高低（注意电荷的正负）。 （4）两带点导体接触后，自由电子将从低电势导体向高电势导体转移，直至两导体电势相等为止。 4．电势能改变量应为：ΔE=（φA-φB）q=U AB q，则电场力做功为：W AB=ΔE p =U AB q （1）虽然电场中各点的电势是相对的，但任意两点间的电势差是绝对的，是一个定值，且U AB=U BA （2）由于电场中两点的电势差为定值，所以将一电荷从一点移到另一点系统的电势能变化量一定，电场力作功一定（与路径无关） 5．在匀强电场中，有U AB=Ed AB（其中d AB为从A向B有向线段在E方向上的投影，二者同向U AB为正，反向U AB为负） 6．一对电场力的功之和可正、可负、也可为零，这就决定两个力可以同时做正功，可同时做负功，可一正一负和为正，一正一负和为负、一正一负和为零、可一正一零、也可一负一零。和的正、负活零反映了系统电势能与机械能的转化关系。 五．电场线、等势面（Ⅱ） 1．电场线密的地方场强大，电场线各点的切线方向为各点的场强方向，沿电场线走向电势降低，各点电场方向为过此点电势降落最快的方向。 2．在同一等势面上各点电势相同，沿等势面移动电荷电场力不做功。各点场强方向与等势面垂直且从高电势面指向低电势面，等势面密的地方场强大。 3．电场线、等势线均不是真实存在的，都不相交。 4．电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹。 5．电势与电场强度的大小没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度未必为零，反之亦然。 提供的练习 0．A、B两个均带正电的金属球接触时，有电子从A球流入B球，则说明( ) A．A球电势高B．B球电势高 C．A球体积大D．A球带电荷多 1．关于静电场，正确的说法是 A．静电场中某点电场强度的方向就是电场线在该点的切线方向， B．电势降落最快的方向就是电场强度的方向， C．电场线的方向总是垂直于等势面， D．电荷在一个等势面上移动所受电场力不变。 2．在静电场中，一个负电荷在除电场力外的外力作用下沿电场线方向移动一段距离，若不计电荷所受的重力，则以下说法中正确的是 （ ） A 外力做功等于电荷动能的增量， B 电场力做功等于电荷动能的增量， C 外力和电场力的合力做功等于电荷电势能的增量， D 外力和电场力的合力做的功等于电荷动能的增量。 3. 电子以一定初速射入匀强电场，在运动过程中只受电场力作用，则 A ．电子的电势能一定不断减小， B ．电子的速度一定不断减小， C ．电场力一定做正功， D ．电子动能一定变化。 41．如图，在匀强电场中将一带电粒子从电势为400 V 的 A 点移到电势为100 V 的 B 点电场力所做的功为4.8 10－8 J ， 则这个粒子带电为_____10106.1 ___C ，若AB 连线跟电场线方向的夹角为60 ，连线长10 cm ，则匀强电场的场强为__3106 ___N ／m 。 42．匀强电场方向水平向右，一带电粒子沿直线斜向上通 过（如图中从a 到b ），在这一过程中，粒子的重力势能E P 、电 势能 及动能E k 变化情况可能是 （ ） A ．E P 增大， 减小，E k 减小， B ．E P 增大， 减小，E k 增大， C ．E P 增大， 增大，E k 减小， D ． E P 增大， 增大，E k 增大。 B 43．如图所示，点电荷q 1 =3×10－8 C ，q 2 =8×10－8 C ，分别固定于相距L = 0.4 m 的AB 两点，A 、B 、C 、 D 为矩形的四个顶点，BC 相距d = 0.3 m ，现将一点电荷q = －1×10－6 C 沿直线CD 由D 移到C ，则电场力所做的功为____31056.1 __J 。K = 9×109 Nm 2／C 2。 44．一个质量为m 、电量为q 的带正电液滴，以速度v 从A 点竖直向上飞入水平向右的匀强电场中，如图所示，若它飞到最高点B 时 的速度大小变为2 v ，则此匀强电场的场强E 为_____q mg 2____，AB 间电势差为____q mv 22___。 45．如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，电场强度为E ，现在一带正电的质量为m 的小球，其荷质比恰为g ／ E ，它系于一长为L 的绝缘细丝线的一端，细丝线的另一端悬挂于 O 点，若将丝线拉直，使小球处于悬点左侧与O 点等高处A 点，由静止开始释放，求：（1）小球运动到悬点右侧与悬点等高处B 点时细线中的张力大小，（2）若要使小球能绕 O 点做竖直面上的圆周运动，则在B 点时至少要对小 球施加多大的冲量。（设施加冲量前后小球电量没有损 耗） )22(2 gL m 46．如图所示，ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E ，方向一定。在圆周平面内，将一带正电q 的小球从a 点以相同的A D B C m L O A E E 动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达c 点时小球的动能最大。已知∠cab=30°，若不计重力和空气阻 力，试求：（1）电场方向与ac 间的夹角θ为多大。（2）若小球在a 点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好落在c 点，那么初动 能为多大。 47．有三根长度皆为l ＝1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O 点，另一端分别挂有质量皆为m ＝1.00×10－2 kg 的带电小球A 和B ，它们的电量分别为一q 和＋q ，q ＝1.00×10－7C 。A 、B 之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为E ＝1.00×106N/C 的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A 、B 球的位置如图所示。现将O 、B 之间的线烧断，由于有空气阻力，A 、B 球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械 能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。（不计两带电小 球间相互作用的静电力）答案: W ＝6.8×10－2J 5．如图所示，Q 1．Q 2为两个被固定的正负点电荷，在它们的连线的延长线上的a 点，电场强度恰好为零，现把另一正电荷q 从b 点移到c 点，该电荷的电势能将 A ．不断增大， B ．不断减少， C ．先增大后减少， D ．先减少后增大。 61．如图，在真空中有两个等量正点电荷q 1和q 2，MN 为它们连线的中垂线，M 为无穷远，N 为连线中点，现将一负点电荷q 3由N 点沿NM 移动到M a b c 30° Q ＋ Q － b a c 点的过程中 A ．q 3的电势能逐渐增大。 B ．q 3受到的电场力逐渐减小。 C ． q 3处的电势逐渐降低。 D ．电场力对q 3不做功。 62．图中a 、b 为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a 点由静止释放，沿电场线向上运动，到b 点恰好速度为零．下列说法中正确的是 [ ] A ．带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的． B ．a 点的电势比b 点的电势高． C ．带电质点在a 点的电势能比在b 点的电势能小． D ．a 点的电场强度比b 点的电场强度大． 63．如图所示为空间某一电场的电场线，a 、b 两点为其中一 条竖直向下的电场线上的两点，该两点的高度差为h ，一个质量 为m 、带电量为＋q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为3gh ，则下列说法中正确的有 （ ） A ．质量为m 、带电量为＋2q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为2gh ， B ．质量为m 、带电量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为2gh ， C ．质量为m 、带电量为－q 的小球从a 点静止释放后沿电场线运动到b 点时速度大小为gh ， D ．质量为m 、带电量为－2q 的小球从a 点静止释放后将在ab 间来回振动。 4．在如图所示的xOy 平面内（y 轴正方向竖直向上）存在着水平向右的匀a E b M 1 N q 2 强电场，有一带正电的小球自坐标原点O 沿y 轴 正方向竖直向上抛出，它的初动能为4J ，不计空 气阻力。 当它上升到最高点M 时，它的动能为5J 。求： （1）试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和 水平方向分别做什么运动。 （2）在图中画出带电小球从抛出点O 到落回与O 在同一水平线上的O′点的运动轨迹示意图。 （3）带电小球落回到O′点时的动能。 答案:(1) 以沿竖直方向小球做匀减速直线运动 （竖直上抛运动）。沿水平方向，做初速度为零 的匀加速直线运动。(2)如图.(3) J E K 24 六．静电屏蔽（Ⅰ） 1．导体在电场中将会发生静电感应现象（电荷在导体上将重新分布） 2．导体达到静电平衡后的特点 电荷在导体的表面上； 内部场强为零（E 0+E / =0），表面场强垂 直于表面 导体是一等势体，导体表面是一等势面。 3．静电屏蔽的原理为静电感应。 4．要抵消电场对外界的影响，应将电荷置于导体腔（金属网）内且接地；要抵消外界电荷在某区域的影响，应将此区域置于导体腔（金属网）内，不需要接地。 y o v