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1、2022年高考物理复习考前大串讲基础知识+查漏补缺专题08静电场含解析考点内容要求说明考情分析物质的电结构、电荷守恒带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强方向的情况题型：既有选择题，又有计算题，且以选择题居多。形式：既有单独考查，又有与力学、磁场、电磁感应的综合考查，难度一般为中等或中等偏上。策略：重视以下概念、规律的理解及相应问题的分析方法利用电场线和等势面确定场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化等。带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题。对平行板电容器电容决定因素的理解，解决两类有关动态变化的问题。分析带
2、电粒子在电场中的加速和偏转问题。注意本章知识与其数学知识的综合应用。静电现象的解释点电荷库仑定律静电场电场强度、点电荷的场强电场线电势能、电势电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动示波管常用的电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系(3)电荷量概念：电荷的多少。单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C。3点电荷、元电荷(1)点电荷带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略。点电荷是理想化模型。(2)元电荷：把最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，e1.601019 C。所有带电体的电荷量或者等于e，或
3、者等于e的整数倍。4电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创生，也不能消失，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。(2)物体的带电方式：电子转移，电荷重新分配，遵循电荷守恒定律。二、库仑定律1内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比。作用力的方向在它们的连线上。2表达式：Fk，式中k9.0109 Nm2/C2，叫静电力常量。3适用条件：真空中静止的点电荷。三、电场和电场强度1静电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的
4、作用。2电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。(2)定义式：E。单位：N/C或V/m。(3)方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。(5)电场的叠加电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。运算法则：平行四边形定则。四、 电场线1电场线的特点(1)电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无限远处，或来自于无限远处，终止于负电荷。(2)电场线在电场中不相交。(3)在同一电场中，电场线越密的地方场强越大。(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。(5)沿电场线方向电势逐渐降低。(6)电场线和
5、等势面在相交处互相垂直。2两种等量点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种点电荷形状连线中点O处的场强大小最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小五、 电势能电势1静电力做功(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。(2)计算方法：WqEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离。WABqUAB，适用于任何电场。2电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功。(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能
6、的减少量，即WABEpAEpBEp。(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。3电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能Ep与它的电荷量q的比值。(2)定义式：。(3)矢标性：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)。(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。4等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。(2)特点等势面一定与电场线垂直。在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。等差等势面越密的地方电场强度越
7、大，反之越小。六、电势差 1电势差(1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。(2)定义式：UAB。(3)电势差与电势的关系：UABAB，UABUBA。(4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关。2匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即UEd，也可以写作E。(2)公式UEd的适用范围：匀强电场。七、 电容器1常见电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。(2)带电荷量：一个极板所
8、带电荷量的绝对值。(3)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：使充电后的电容器丢失电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。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。(2)定义式：C。(3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。(4)单位：法拉(F)1F106F1012pF3平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的距离成反比。(2)决定式：C，k为静电力常量。八、 带电粒子在电场中的运动1研究对象分类 基本粒子及各种离子：如电子
9、、质子、粒子等，因为质量很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计。 带电颗粒或微粒，如尘埃、液滴、小球等质量较大，其重力一般情况下不能忽略。2带电粒子在电场中的加速直线运动 若粒子作匀变速运动，则可采用动力学方法求解，即先求加速度，然后由运动学公式求速度。 用能量的观点分析：合外力对粒子所作的功等于带电粒子动能的增量。即：。 对于多级加速器，是利用两个金属筒缝间的电场加速，则W电3. 带电粒子在电场中的偏转（垂直于场射入） 运动状态分析：粒子受恒定的电场力，在场中作匀变速曲线运动。 处理方法：采用类平抛运动的方法来分析处理（运动的分解）。设粒子带电量为q，质量为m，如图所示，两平行金属板间
10、的电压为，板长为L，板间距离为d。则场强，加速度，通过偏转极板的时间：侧移量：偏转角：（U偏、加分别表示加速电场电压和偏转电场电压）带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距离也可表示为： 九、示波管(1)示波管的构造：电子枪，偏转电极，荧光屏。(如图所示)(2)在示波管模型中，带电粒子经加速电场U1加速，再经偏转电场U2偏转后，需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P，如图所示。确定最终偏移距离思路一：思路二：确定偏转后的动能(或速度)思路一：思路二：【查漏补缺】一、电荷守恒定律、库仑定律的理解及应用1. 两个完全相同的带电金属小球
11、接触时满足：同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷电荷量先中和后平分。2. 库仑定律适用于：真空中的点电荷，其正负不表示力的大小，而表示力的性质，库仑力具有力的共性，遵循力学一切规律 3. 分析点电荷平衡问题的方法步骤点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了一个电场力。具体步骤如下：【典例】 (xx浙江理综20) 如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q3.0106 C的正电荷。两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为F1和F2。A 的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝
12、缘支架的总质量为0.2 kg (重力加速度取g10 m/s2；静电力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可视为点电荷)，则()A支架对地面的压力大小为2.0 NB两线上的拉力大小F1F21.9 NC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F11.225 N，F21.0 ND将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866 N【答案】BC解得F1.9 N，B正确。M、A、B在同一直线上时，如图由几何关系知A、B间距变为原来2倍，则库仑力F变为原来的，F库0.225 N，(F1F库)cos 60F2cos 60mAg，(F1F库)sin 60F2sin 60，解得F1
13、1.225 N，F21.0 N，C正确。B球移到无穷远处，A球不再受库仑力，两线拉力F1F2mAg1.0 N，D错误。二、 电场强度的理解与计算场强公式的比较【典例】(xx山东理综18) 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()A.，沿y轴正向B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向【答案】B【解析】因正电荷Q在O点时，G点的场强为零，则可知两负电荷在G点形成的电场的合场强与正电荷Q在G点产生的场强
14、等大反向大小为E合k；若将正电荷移到G点，则正电荷在H点的场强为E1k，因两负电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向，则H点的合场强为EE合E1，方向沿y轴负向，故选B。三、电场线及应用电场线与轨迹问题判断方法(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况。(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况 【典例】某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()A粒子必定带正电荷B该静电场一定是孤立正电荷产生的C粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D粒子在M点的速度大于它在N点的速度解题指导：【答案】C N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，所以选项C正确因静电力
