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1、电场【名师解读】电场是电学的基础，也是高考的重点，每年必考。一般以填空题或计算题的形式进行考查。库仑定律、电场线的性质、带电体在静电场中的平衡、平行板电容器、带电粒子在电场中的运动等是考查的重点。特别是带电粒子在电场中的运动结合交变电流、磁场知识巧妙地把电场性质与牛顿运动定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，更是命题几率较高的热点。在复习本部分时要牢牢抓住力和能这两条主线，将知识系统化，找出它们的联系，做到融会贯通，同时还应注意此部分知识与科技前沿、生活实际等的联系，如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、静电分选器、示波器等。【命题趋向】从近三年的高考分析来看，高考对静电场专题的考查频
2、率很高，所占分值约为全卷的百分之5到10，试题主要集中在电场的力的性质、电场的能的性质以及与其他知识的综合应用。涉及电场强度、电场线、电场力、电势、电势差、等势面、电势能、平行板电容器的电容、匀强电场、电场力做功电势能的变化，还有带电粒子在电场中的加速和偏转等知识。重点考查了基本概念的建立、基本规律的内涵与外延、基本规律的适用条件，以及对电场知识跟其他相关知识的区别与联系的理解、鉴别和综合应用。预计2012年的高考中，本专题仍是命题的热点之一，在上述考查角度的基础上，重点加强以选择题的形式考查静电场的基本知识点，以综合题的形式考查静电场知识和其他相关知识在生产、生活中的应用。另外高考试题命题的
3、一个新动向，静电的防治和应用，静电场与相关化学知识综合、与相关生物知识综合、与环保等热点问题相联系，在新颖、热门的背景下考查静电场基本知识的应用。【考点透视】一、库伦定律与电荷守恒定律1库仑定律 （1）真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在他们的连线上。 （2）电荷之间的相互作用力称之为静电力或库伦力。 （3）当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷。类似于力学中的质点，也时一种理想化的模型。2电荷守恒定律电荷
4、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物体的另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变，这个结论叫电荷守恒定律。电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。二、电场的力的性质1电场强度 （1）定义：放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值，叫该点的电场强度。该电场强度是由场源电荷产生的。（2）公式： （3）方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。负电荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。2点电荷的电场（1）公式：（2）以点电荷为中心，r为
5、半径做一球面，则球面上的个点的电场强度大小相等，E的方向沿着半径向里（负电荷）或向外（正电荷）3电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。4电场线（1）电场线是画在电场中的一条条的由方向的曲线，曲线上每点的切线方向，表示该点的电场强度的方向，电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线。（2）电场线的特点电场线从正电荷或从无限远处出发终止于无穷远或负电荷；电场线在电场中不相交；在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；匀强电场的电场线是均匀的平行且等距离的线。三、电场的能的性质1电势能电势能：由于移动电荷时静电力做功与移
6、动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。2电势（1）电势是表征电场性质的重要物理量，通过研究电荷在电场中的电势能与它的电荷量的比值得出。（2）公式： （与试探电荷无关）（3）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（4）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势点的选择无关，大地或无穷远处的电势默认为零。3等势面（1）定义：电场中电势相等的点构成的面。（2）特点：一是在同一等势面上的各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功二是电场线一定跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。4电场力做功（1）电场力做功与电荷电势能变化的关系：电场力对电荷做正功，
7、电荷电势能减少；电场力对电荷做负功，电荷电势能增加。电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。（2）电场力做功的特点：电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量势确定的，因而移动电荷做功的 值也势确定的，所以，电场力移动电荷所做的功与移动的路径无关，仅与始末位置的电势差由关，这与重力做功十分相似。四、电容器、电容1电容器任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成是一个电容器。（最简单的电容器是平行板电容器，金属板称为电容器的两个极板，绝缘物质称为电介质）2电容（1）定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值 表达式：（2）平行板电容器电容公式：五、带电粒子在电场中的运动
8、1加速：2偏转：当带点粒子垂直进入匀强电场时，带电粒子做类平抛运动粒子在电场中的运动时间 粒子在y方向获得的速度粒子在y方向的位移粒子的偏转角：一是有关对电场本身的认识，即电场、电场强度、电势、电势差、电势能、电场线、等势面；二是电场知识的应用，即带电粒子在匀强电场中的运动、电容器等电场强度、电势差等基本知识的考查一般以选择题、填空题的形式出现；对于电场中导体和电容器的考查，常以小综合题型出现带电粒子在电场中运动一类问题，是高考中考查的重点内容之一其次在力、电综合试题中，多把电场与牛顿运动定律，动能定理，功能关系，运动学知识，电路知识等巧妙地综合起来，考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌
9、握的情况，应用基本知识分析、解决实际问题的能力。纵观这类题目，所涉及的情景基本相同（无外乎是带电粒子在电场中平衡、加速或偏转），但命题者往往拟定不同的题设条件，多角度提出问题，多层次考查知识和能力历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题，值得说明的是，近年来高考在对本章的考查中，似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际，是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.【命题角度】命题角度1 库仑定律 电场的叠加 1已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为e，下夸克带电为-e，e为电子所带电
10、量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l=1510-15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力) 考场错误再现 漏解 考场零失误 未弄清质子内三个夸克各自所处的位置关系 对症下药 质子带电+e，所以它是由2个上夸克和 1个下夸克组成的，三个夸克位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为代入数值，得 Fl=46N，为斥力上夸克与下夸克之间的静电力为代入数值，得F2=23N，为引力2如图81，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂直线通过板的几何中心若图中。点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生
11、的电场强度大小为 方向 (静电力恒量为A) 考场错误再现 不能得出正确答案 考场零失误 对电场的叠加及用库仑定律求点电荷的电场的知识掌握不透 对症下药 点电荷，+q在。处产生的电场场强大小由库仑定律可知为，方向水平向左它和带电薄板在a处产生的电场相叠加，合场强为零，可知带电薄板在。处产生的电场场强大小应为，方向水平向右，根据对称性，带电薄板在图中处产生的电场强度大小也应为，方向水平向右 3图82中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Ql、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂直线上的一点，下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧? ( ) A.Ql、Q2都是正电荷，且Q1|Q2| C.Q1是
12、负电荷，Q2是正电荷，且，|Q1|Q2| 考场错误再现 B或漏解 考场零失误 不善于运用库仑定律求点电荷的电场，未掌握利用平行四边形法则求合场强 对症下药 ACD Ql、Q2分别在P处产生场强，当 Ql(或Q2)为正电荷时，其方向为从Ql(或Q2)指向产当 Ql(或Q2)为负电荷时，其方向为从P指向Q1(或Q2)，场强的大小分别为与电量大小成正比，P处的场强为E1，E2的合场强，分别作出选项A、B、 C、D中Ql、Q2，在P处的场强，再由平行四边形法则作出 E1，E2的合场强，可知本题答案为ACD专家会诊 解决本类问题，关键是要弄清各电荷间的相互位置关系，再用库仑定律求解，涉及电场或电场力的合
13、成时，应遵循平行四边形法则命题角度2 电场的性质1.某静电场沿x方向的电势分布如图83所示，则 ( ) A在0x1之间刁；存在沿x方向的电场 B在0x1之间存在着沿x方向的匀强电场 C.在0x2之间存在着沿x方向的匀强电场 D.在x1x2之间存在着沿x方向的非匀强电场 考场错误再现 B 考场零失误 未弄清电势和电场强度之间的关系 对症下药 A 在0x1之间，由图可知电势保持不变，因此不可能存在沿x方向的电场，因此A正确，B、C均错，在x1x2之间，电势均匀降低，因此在x1x2之间存在着沿x方向(或分量沿x方向)的匀强电场，而不是非匀强电场，故C错，综上所述，本题正确答案为A选项 2如图84，一
14、绝缘细杆的两端各固定着个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示开始时，细杆与电场方向垂直，即在图中I所示的位置；接着使细杆绕其中心转过90，到达图中所示的位置；最后，使细杆移到图中所示的位置以W1表示细杆由位置I到位置过程中电场力对两小球所做的功，W2表示细杆由位置到位置过程中电场力对两小球所做的功，则有 ( ) AW1=0，W20 BWl=0，W2=0 C W10，W2=0 DW10，W10 考场错误再现 D 考场零失误 只考虑做功的大小，没有考虑做功的正负 对症下药 C 两小球带等量异种电荷，带正电小球所受电场力沿电场线方向，带负电小球所受电场力和电场线方向
15、相反，当杆从位置I到位置过程中，电场力对两小球都做正功，故W10，当杆从位置到位置过程中，电场力对带正电小球做正功，对带负电小球做负功，且正，负功大小相等，总功为零，即W2=0，故本题答案为选项C 3真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37(取sin 37=06，COS 37=08)现将该小球从电场中某点以初速度V0竖直向上抛出，求运动过程中： (1)小球受到的电场力的大小及方向； (2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量； (3)小球的最小动量的大小及方向 考场错误再现 不能得出正确答案 考场零失误 不善于将小球的运动分解为两个方向的分运动求解
