一、库仑定律

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1、高考综合复习电场复习专题电场的基本概念知识网络 种类：正电荷、负电荷 相互作用特点：同种电荷相互扫E斥、异种电荷相互吸引亠严库仑定律：计算点电荷间的相互作用力的犬小 2警 电荷彳严元电荷：e=1.60xl0-19C电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个 物悴转移到另一个物悴，或者从物体的一部濮移到另一部分电场强度：s =-单位WC电场力的质真空中点电荷场强公式：E=kY静电坏电场线：是这样的一些鞍，它上面每一点的切纯方向都跟 这点.的电场强度右向一致电场能的质 等势面：面上各点电势均相等电势能：E严令电场力做功与路径无关，即W = qUAE匀强电场电势差与电场强度的关系：

2、现E电容：（7=鲁单位F, lpF = lLF, 1PF = 1O-12F 电容器，电容j电容器的电容完全由电容器自身的构造所決定平行板电容器电容：C =I常见电容器：可变电容器、固定电容器（聚本乙烯、陶瓷、电解质）考纲要求内容要求物质的电结构、电荷守恒I静电现象的解释I点电荷I库仑定律II静电场I电场强度、点电荷的场强II电场线I电势能、电势I电势差II匀强电场中电势差与电场强度的关系I带电粒子在匀强电场中的运动II示波管I常见电容器I电容器的电压、电荷量和电容的关系I命题规律近几年高考对本专题知识考查的频率很高，主要集中在电场的有关概念、电场力做功与电 势能的变化、带电粒子在电场中的运动及

3、电容器等知识点上，尤其是与力学中的牛顿运动定 律、动能定理、功能关系结合起来考查较多。本专题高考试题主要集中在两个大的方面：其一是电场的描述，涉及电场强度、电场线、 电势差、电势、等势面、平行板电容器的电容以及平行板电容器所形成的匀强电场，此方面 重点考查了对基本概念的建立、物理规律的确切含义、物理规律的适用条件、相关知识的区 别与联系等知识点的理解。其二是电场力、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，将电场的概念、规律与牛顿运动定律、功能关系等有机地结合起来。此 方面重点考查分析综合能力。复习策略复习时应注意以下几点：1电荷与电场的关系（1）电荷是物质的一种属性，电场

4、是一种场形态的物质。点电荷的问题应注意： 不是小的物体就能看成点电荷，大的物体不能看成点电荷，而是视距离及带电物体的大 小相对而言。当两电荷的距离远大于两电荷的大小时可看成点电荷。 三个点电荷的平衡条件可概括为“三点共线、两同夹异，两大夹小，近小远大”。（2）电荷的周围空间里存在着电场，电荷之间的相互作用是通过电场而进行的，一切电 现象都离不开电场的作用。（3）场强叠加时，每个电荷（包括感应电荷）在该点所产生的场强等于该电荷单独存在时在该点产生的电场强度矢量和。2E、U 是两个描述电场不同特性（力、能）的物理量 电场线、等势面可以形象地表示出电场在空间的分布情况。在匀强电场中，从某种意义上说，

5、E的大小反映了电场沿电场线方向电势降落的快慢（沿 电场线方向的单位长度上的电势降落）。在E、U、捡、F四个物理量中，E、U是反映电场本身的，与外来电荷无关；验、F与 外来电荷密切相关，没有外来电荷就没有验、。3判断电荷电势能高低的两种方法（1）在电场中移动电荷，电荷受的电场力做正功，电荷电势能就减少，反之就增加。（ 2）类比“弹簧模型”。4正值和负值的含义在静电场中，物理量正、负的含义不同，要区别对待：（1）电荷的正负表示电性。电子带负电，质子带正电，物体得到电子带负电，失去电子 带正电。（2）场强和电场力的正负表示方向，与正电荷受力方向相同为正，与正电荷受力方向相 反为负（如果各点的E或F不

6、在一条直线上，就不能用正、负表示方向了）。正负不表示大 小，运算中不要带正负号，方向根据题意加以判定。（3）电势和电势能的正负表示大小。正电势比负电势高。某点电势的大小与零电势的规 定有关，比零电势低为负电势，一般规定无穷远处的电势为零（大地电势为零）。电势能的 规定与此类似，某点电势能的大小与零电势的规定有关。用公式计算时可以带入正负号进行 分析。（4）电场力做功的正、负与电势能的增、减相对应：电场力做正功，电势能减小；电场 力做负功，电势能增加。电场力做功的正负可以根据功的定义进行判断。5电容器电容器的电容量是由电容器本身的特性决定的，与电容器是否充电及充电多少都无关。当 电容器始终连接电

7、源时，电容器两端电压恒定；当电容器充电后又断开电源，电容器所带电 量恒定。6带电粒子在电场中的运动 电场和力学相结合的题目是出题的热点。复习时要引起足够的重视，要对偏转距离、偏转 角、粒子的速度、能量变化等问题搞清楚，并能熟练地运用它们解释有关的物理现象。7电场中的功能关系要理清(1) 刃适用于任何电场，遁适用于匀强电场。(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。 电场力做的功等于机械能的变化； 重力做的功等于电势能和动能之和的变化； 电场力和重力做功之和等于电荷的动能的变化。8电场中问题的一些特殊方法(1)

8、在学习过程中要善于运用类比法，如点电荷与质点、库仑定律与万有引力定律等 都 有相似之处，也有根本的不同。(2) 使用公式、定律，注意适用条件，如q适用于任何电场，而厂适用于点电荷的电场。( 3)要充分理解公式中每一个量的含义及各量的关系。(4) 要善于运用力学中处理问题的方法、技巧来处理实际问题，如根据运动判断受力， 利用能量守恒、功能关系解决问题等等。第一部分 库仑定律知识要点梳理 知识点一电荷及电荷守恒定律知识梳理1电荷在自然界中存在两种电荷即正电荷和负电荷，电荷的多少称为电荷量,其国际单位为库仑, 简称库，符号C,与元电荷的关系为：日=1皿冥10。2物体带电的三种方式 使物体带电叫做起电

9、，使物体带电的三种方式为摩擦起电、感应起电和接触起电。带电粒 子所带电荷量是元电荷的整数倍。物体带电的三种方式：(1) 摩擦起电是由于相互摩擦的物体间电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷的。 玻璃棒与丝绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电，硬橡胶棒与毛皮摩擦时，由于硬 橡胶棒容易得到电子而带负电。(2) 感应起电是指利用静电感应使物体带电的方式，如图所示，导体A、B相接触后靠近 C，C带正电，由于静电感应，A、B上的自由电子受到带电体C的吸引而聚集到A端，使A 端带负电，B端由于失去电子而带正电。这时先把A、B分开，然后移去C,则A和B两导体 上就分别带上了等量异种电荷，如图所示。（3）

10、接触带电比较简单，指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触，使不 带电的导体带上电荷的方式。例如，将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金 属小球接触后分开，它们平分了原来的电荷而带上等量同种电荷，请你思考一下，若给你几Q Q*个完全相同的金属球，使其中一个带上+Q,你有什么办法使金属球带上彳亍。从物体带电的各种方式不难看出，它们都不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了 另一个物体，或者从物体的一部分转移到了物体的另一部分。3电荷守恒定律电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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，电荷总量不变。结合近

11、代物理实验发现，电荷守恒定律也常表述为：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。特别提醒：（1）电荷量的实质：物体得到或失去电子便带上了电荷，得到电子带负电，失去电子带 正电，讨论物体带何种电性，是指物体的净电荷是正还是负，也就是说物体所具有的总电荷 中是正电荷多于负电荷，还是负电荷多于正电荷，净电荷的多少叫做电荷量。（2）电荷的中和：两个有等量异种电荷的导体，相互接触后净电荷为零的现象叫电荷的 中和。疑难导析1物体带电的实质物体是由原子组成的，而原子又是由原子核和核外电子构成的，电子带负电，原子核带正 电，整个原子一般表现为电中性。物体失去电子则带正电，物体得到电子则带负

12、电，物体带 电的实质就是电荷的转移。2不同的起电方式，物体带电现象也不完全相同（1）摩擦起电是由于两个物体相互摩擦时，一些原子对电子束缚力弱的物质的电子往往 从本物体转移到束缚力强的物体。（2）感应起电是一个带电体靠近导体时，由于电荷间吸引或排斥，导体中自由电荷发生 重新分布，近端带异号电荷，远端带同号电荷。（3）接触带电是不带电的物体和带电体接触，而使不带电的物体也带上了电。例如两个 完全相同的导体小球，一个带电，一个不带电，将它们接触后，将平分它们所有的电荷。（4）不能将起电现象看成是电荷的创造，也不能将电荷中和现象看成是电荷的消灭，从 而否定电荷守恒定律。事实上，不论是起电现象还是电荷中

13、和的现象，其过程只是电荷的转 移，电荷本身并没有被创造或消灭。在任何物理过程中，各个物体的电荷量可以改变，但所 有物体电荷量的代数和是守恒的。:用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）ABCD答案：B 解析：带电的金属球靠近不带电的验电器时，在验电器上感应出异种电荷，验电器的顶端 带上正电荷，金属箔片带上负电荷。故B选项正确。知识点二库仑定律知识梳理1点电荷点电荷是一种理想化模型，当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响不大时，可以将 带电体视为点电荷。点电荷是一种科学的抽象，真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概

14、念。2库仑定律 内容：在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。月=疋亘爭表达式：r说明：（1）库仑定律适用在真空中、点电荷间的相互作用，点电荷在空气中的相互作用也可以 应用该定律。 对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间 的距离。 对于两个带电金属球，要考虑金属表面电荷的重新分布。 库仑力是短程力，在r=lL1 m的范围内均有效。所以不能根据公式错误地推论： 当广时，月，其实，在这样的条件下，两个带电体也已经不能再看作点电荷。（2）在计算时，各物理量应采用国际单位制单位.此时静电力常

15、量=5xlO9N m2/C2。月=疋亘爭（3）“ ，可米用两种方法计算：采用绝对值计算.库仑力的方向由题意判断得出。2 带符号计算.此时库仑力F的正、负符号不表示方向，只表示吸引力和排斥力。（4）库仑力具有力的共性两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。两带电体间的库仑力是一对作用 力与反作用力。库仑力可使带电体产生加速度。例如原子的核外电子绕核运动时，库仑力使核外电子产生向心加速度。 库仑力可以和其他力平衡。 某个点电荷同时受几个点电荷的作用时，要用平行四边形定则求合力。疑难导析 应用库仑定律应注意：(1) 真空中两点电荷间库仑力的大小由公式F 计算，方向由同种电荷排斥、 异种电荷吸引判断。(2) 两个带电体间的库仑力月=疋皀爭均匀分布的绝缘带电球体间的库仑力仍用公式广 计算，公式中r为两球心之间的距离。两导体球间库仑力可定性比较：用r表示两球体间的距离，则当两球体带同种电