专 题 0 8 静电场匚考点要求考点内容要求课程标准要求电荷及其守恒定律C1、通过实验，了解静电现象能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象库仑定律C2、知道点电荷模型知道两个点电荷间相互作用的规律体会探究库仑定律过程中的科学思都和方法电场强度C电势能和电势C3、知道电场是一种物质了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法会用电场线描电势差C述电场电势差与电场强度的关系C4、了解生产生活中关于静电的利用与防护5、知道静电场中的电荷具有电势能了解电势能、静电现象的应用b电势和电势差的含义知道匀强电场中电势差与电场强度的关系能分析带电粒子在电场中的运电容器的电容C动情况，能解释相关的物理现象6、观察常见电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象能举例说明电容器的应用带电粒子在电场中的运动d匚 知识梳理一、电荷及电荷守恒定律1.自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2.元电荷：e=L 60X10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.3.点电荷：点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多,以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少.4.电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它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另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变.5.三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电.技巧点拨：物体带电实质是物体得失电子.6.电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分.二、库仑定律1.内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.2.公式：F =女 与 段，式中左=9 义1()9N./0 2叫静电力常量.r3.适用条件：真空中的静止点电荷.在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式.当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷.4.库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.技巧点拨库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，厂为球心间的距离.不能根据公式错误地认为厂-0 时，库仑力 1 8,因为当广+0 时，两个带电体已不能看成点电荷了两个点电荷之间的相互作用力是一对作用力和反作用力，等大、反向对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布.I、同种电荷：F k吗.甲乙三、电场力的性质：电场强度、电场线1.电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.2.电场强度：定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.F定义式：E =q方向：正电荷在该点受力方向.3.电场线:定义：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.电场线的性质：I、电场线是起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）；I I、电场线的疏密反映电场的强弱；III、电场线不相交；IV、电场线不是真实存在的；V、电场线不一定是电荷运动轨迹.4.匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5.电场强度的叠加：电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.6.等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图1连线上的场强沿连线先变小后变大，中点。
处的电场强度最小沿连线先变小后变大，中点处的电场强度为零中垂线上的电场强度点最大，向外逐渐变小点最小，向外先变大后变小关于0 点对称点的场强（如 A与 A、B与 B、C与等）等大同向等大反向四、电场能的性质L 静电力做功的特点：静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关.2.电势能：电荷在电场中具有的势能，称为电势能.技巧点拨：电势能具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零3.电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值=泰技巧点拨:电势是标量，有正、负之分，其正（负）表示该点电势比零电势高（低）.相对性：电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关（通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势）.沿着电场线的方向，电势越来越低4.电势差电场中两点间电势的差值）：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与电荷量q 的 比 值 以 叫做AB两点间的电势差，UAB=Q q技巧点拨：电势差有正负：UAB=-UBA,一般常取绝对值，写成U电势差与电势的关系：鼠=A 一%,UAB=-/A.电势差与电场强度的关系：U =E d5.等势面：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.技巧点拨：等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功.等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.画等势面（线）时，一般相邻两等势面（或线）间的电势差相等.这样，在 等 势 面（线）密处场强大，等 势 面（线）疏处场强小任意两个等势面都不相交6.静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即=-A E p.静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少.电势能的大小：由%B =EPA-EP B可知，若令EPB=0,则=WA B,即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功.五、电场中的功能关系1.电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有：由公式W=q E c o s。
计 算（此公式只适合于匀强电场中），或由动能定理计算.2.只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.3.只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.六、静电屏蔽处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽.1 .屏蔽外部电场使其不影响内部2 .屏蔽内部电场使其不影响外部七、带电粒子在电场中的运动1 .带电粒子（带电体）在电场中的直线运动做直线运动的条件I、粒 子 所 受 合 外 力 琮=0,粒子静止或做匀速直线运动.I I、粒子所受合外力F 合 工 0 且与初速度共线，带电粒子将做加速直线运动或减速直线运动.用动力学观点分析：a=生,E =-,V 说=ladm d用功能观点分析I 匀强电场中：W =Eqd=q U=；mv；-；mv1I I、非匀强电场中：W =q U =mvf ；m v：2 .带电粒子在电场中的偏转：带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动：（=2L=vot匕=at平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动1.1 2y-at式中逑=史，侧移距离y=如 二，偏转角e=arctan小 二m m d 2mdv0 mdv0技巧点拨：是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来：基本粒子:如电子、质子、a粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）.带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.3.两个结论不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的.证明：加速电场中：=-mvgz、2偏转电场中：y-at2=吗2 L 2 2 m d Jta n。
也=必”v0 mdvlP 1 2 U.l2 八 U2l 付 y=-at=,tan 0=,与 m、q 无关,2 4 U 0 2 U#1粒子经电场偏转后射出，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点,即到偏转电场边缘的距离为偏转极板长度的一半.4.功能关系当讨论带电粒子的末速度 时也可以从能量的角度进行求解：q Uv=-m v2y 2-；m v l,其中uv=2指初、末位置间的电势差.y d5.带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:正交分解法;等 效“重力”法.八、示波管1 .构造：示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.电子枪;偏转电极;荧光屏.2 .工作原理 Z T 上是机器自身产生的锯齿形电压，叫作扫描电压.J T 上加的是待显示的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线观察到的现象：I、若在偏转电极乂和 K 之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑.I I、若所加扫描电压和信号电压的周期相等,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像.九、电容器及电容1 .电容器组成：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成.带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值.2 .电容器的充、放电：充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能.放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能.3.电容定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的比值.定义式：c =2 或 c =A 2.U AU单位：法拉(F)、微法(PF)、皮法(p F).I F =1 06/ZF,1/F =l O F.意义：表示电容器容纳电荷本领的高低.决定因素：电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关.4 .平行板电容器的电容决定因素：正对面积、相对介电常数、两板间的距离.决定式：C=471kd技巧点拨：C o c上.在分析平行板电容器有关物理量变化情况时，往往需将C-C oc d U A d和。
/结合在一起加以考虑，其中C=会反映了电容器本身的属性，是定义式，适用于各种电容器;C oc,表明了平行板电容器的电容决定于哪些因素，仅适用于平行板电容器；若电容器始终连接在电d池上，两极板的电压不变.若电容器充电后，切断与电池的连接，电容器的带电荷量不变.方法技巧一、电场强度三个表达式的比较表达式公式意义 电场强度定义式 真空中点电荷的电场强度决定式 匀强电场中 与的关系式适用条件一切电场真空点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，由场源电荷和场源电荷到该点的 由电场本身决定，为电场中两点沿与检验电荷无关距离r共同决定电场方向的距离二、特殊电场的场强计算1.等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或 熟悉的电场情景.例如：一个点电荷+q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图甲、乙所示.2.对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化.3例如：如 图13所示，均匀带电的 球壳在0点产生的场强，等效为弧BC产生的场强，弧BC产生的场强方向，又等效为弧的中点M在点产生的场强方向.3.填补法：将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍.技巧点拨：点电荷电场、匀强电场场强叠加一般应用合成法即可.均匀带电体与点电荷场强叠加一般应用对称法.计算均匀带电体某点产生的场强一般应用补偿法或微元法.三、求电场力做功的四种方法1.利用功的定义：WAB=qEl cos a,仅适用于匀强电场.2.电势差的关系：=QUA。