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1、主题主题内容内容要求要求阐明阐明电场电场物质的电构造、电荷守恒物质的电构造、电荷守恒静电景象的解释静电景象的解释点电荷点电荷库仑定律库仑定律静电场静电场电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强电场线电场线电势能、电势电势能、电势电势差电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系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带电粒子在匀强电场中的运动示波管示波管常见电容器常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系电容器的电压、电荷量和电容的关系 本章内容在高考中主要本章内容在高考中主要调查电场的性的性质及及电容器、容器、带电粒子在粒子在电场中的运中的运动。在。在研研讨电场线和等和等势面
2、面时知知带电粒子的运粒子的运动情况判情况判别场强的大小、的大小、电势的高低、的高低、电场力力做功的正做功的正负、电势能的大小等能的大小等问题经常出常出现，以，以选择题、填空、填空题为主要方式。平行板主要方式。平行板电容器的容器的电容也如此，但是容也如此，但是带电粒子的加速和偏粒子的加速和偏转问题，将，将电场规律与牛律与牛顿运运动定律、定律、功能关系等有机功能关系等有机结合起来，此内容合起来，此内容较多的出多的出现综合性合性较强的的计算算题，重点，重点调查分析分析综合才干。合才干。 1.在复在复习中中应注重注重对概念、定概念、定义的了解；注重知的了解；注重知识的的实践运用，如践运用，如带电粒子在
3、粒子在电场中的加速、偏中的加速、偏转以及以及电容器的有关知容器的有关知识在消在消费、实践生活中的运用。践生活中的运用。 2.复复习过程中程中应加加强对本部分知本部分知识与其他物理知与其他物理知识的的综合运用的合运用的练习，如，如带电粒子在复合粒子在复合场中的运中的运动；掌握；掌握处置置较为复复杂的物理的物理问题的方法，如的方法，如类比、等效、建比、等效、建立模型等思想方法。立模型等思想方法。 1.叠加原理：多个点叠加原理：多个点电荷在荷在电场中某点的中某点的电场强度度为各个点各个点电荷荷单独在独在该点点产生生的的电场强度的矢量和，度的矢量和，这种关系叫种关系叫电场强度的叠加，度的叠加，电场强度
4、的叠加遵守平行四度的叠加遵守平行四边形形定那么。定那么。 要点一要点一 电场的叠加原理及三个表达式的比的叠加原理及三个表达式的比较名名师支招：支招： 运用以上三个公式运用以上三个公式时一定要留意它一定要留意它们的适用条件。的适用条件。 表达式表达式比较比较E=F/qE=kQ/r2E=U/d公式意义公式意义电场强度定义式电场强度定义式真空中点电荷决议式真空中点电荷决议式匀强电场中匀强电场中E与与U关系式关系式适用条件适用条件一切电场一切电场真空；真空；点电荷点电荷匀强电场匀强电场比较决比较决定要素定要素电场本身决议，电场本身决议，与与q无关无关场源电荷场源电荷Q和场源电荷到该和场源电荷到该点的间
5、隔点的间隔r共同决议共同决议电场本身决议电场本身决议一样点一样点矢量，单位：矢量，单位：1 N/C=1 V/m2.场强三个表达式的比三个表达式的比较 1.电场线的性的性质 (1)起点和起点和终点：点：电场线起始于正起始于正电荷荷(或无或无穷远处)，终止于止于负电荷荷(或无或无穷远处)，即，即电场线不是不是闭合曲合曲线。 (2)切切线方向：方向：电场线上每一点的切上每一点的切线方向和方向和该点的点的场强方向一致。方向一致。 (3)疏密程度：疏密程度：电场线的疏密程度反映了的疏密程度反映了场强的大小即的大小即电场的的强弱。弱。电场线密集的地方密集的地方场强大、大、电场强；电场线稀疏的地方稀疏的地方
6、场强小、小、电场弱。弱。 (4)不中断、不相交：在没有不中断、不相交：在没有电荷的空荷的空间，电场线不能中断，两条不能中断，两条电场线不能相交。不能相交。 (5)与等与等势面的关系：在静面的关系：在静电场中，中，电场线和等和等势面垂直，且由面垂直，且由电势较高的等高的等势面指向面指向电势较低的等低的等势面。面。 (6)与与电势的关系：在静的关系：在静电场中，中，顺着着电场线的方向的方向电势越来越低，但要留意：越来越低，但要留意：顺着着电场线的方向的方向场强不一定越来越小。不一定越来越小。要点二要点二 对电场线的认识对电场线的认识图6-1-1点点电荷的荷的电场线分布：正分布：正电荷的荷的电场线从
7、正从正电荷出荷出发延伸到无延伸到无限限远，负电荷的荷的 电场线从无从无穷远处发出，出，终止于止于负电荷荷 2.几种常几种常见电场的的电场线分布分布两个等量点电荷的电场线分布：电场线从正电荷两个等量点电荷的电场线分布：电场线从正电荷(或者从无或者从无限远限远)出发到负电荷终止出发到负电荷终止(或者延伸到无限远或者延伸到无限远)点点电荷与荷与带电平板的平板的电场线分布分布 匀匀强电场图图6-1-2图6-1-3【例【例1】2021年高考江年高考江苏物理卷两个分物理卷两个分别带有有电荷量荷量-Q和和+3Q的一的一样金属小球金属小球(均均 可可视为点点电荷荷)，固定在相距，固定在相距为r的两的两处，它，
8、它们间库仑力的大小力的大小为F。两小球相互。两小球相互 接触后将其固定接触后将其固定间隔隔变为r/2，那么两球，那么两球间库仑力的大小力的大小为( ) A.1/12F B.3/4F C.4/3F D.12F热点一点一 库仑定律的运用定律的运用C 【名【名师支招】两个完全一支招】两个完全一样的小球接触后，的小球接触后，电荷要重新分布，其所荷要重新分布，其所带电荷量荷量要平分，要平分，设分分别带Q1、Q2的正的正电荷，二者接触后每个小球荷，二者接触后每个小球带电荷量荷量为(Q1+Q2)/2；假；假设带Q1、Q2的异种的异种电荷，接触后每个小球荷，接触后每个小球带电荷量荷量为|Q1|-|Q2| |
9、/2，电性与性与电荷量大的小球一荷量大的小球一样。 【解析】此【解析】此题调查电荷守恒定律和荷守恒定律和库仑定律的根本运用，熟定律的根本运用，熟练掌握两个定律掌握两个定律和和电荷分配的特点是解荷分配的特点是解题的关的关键。据。据库仑定律知，定律知，F=kQ3Q/r2=3kQ2/r2，两小球，两小球接触后接触后电荷量先中和再平分，使得两小球荷量先中和再平分，使得两小球带电荷量均荷量均为Q，此，此时的的库仑力力F=kQ2/(r/2)2=4kQ2/r2=4/3F。 1【答案】【答案】 q1=510-8 C;q2=210-8 C；q1、q2异号异号“真空中两个静止点真空中两个静止点电荷相距荷相距10
10、cm，它，它们之之间的相互作用力大小的相互作用力大小为910-4 N。当它。当它们合在一同合在一同时，成，成为一个一个带电荷量荷量为310-8 C的点的点电荷。荷。问原原来两来两电荷的荷的带电荷量各荷量各为多少？某同窗求解如下：根据多少？某同窗求解如下：根据电荷守恒定律：荷守恒定律：q1+q2=310-8 C=a 根据根据库仑定律：定律：q1q2=r2/kF=(1010-2)2/(9.0109)910-4 C2110-15 C2=b，以，以q2=b/q1代入代入式得式得q12-aq1+b=0，解得，解得 C，根号中的数，根号中的数值小于小于0，经检查，运算无，运算无误。试指出求解指出求解过程中
11、的程中的问题并并给出正确的解出正确的解答。答。【例【例2】如】如图6-1-4所示，均匀所示，均匀带电圆环所所带电荷量荷量为Q，半径，半径为R，圆心心为O，P为垂直垂直 于于圆环平面中心平面中心轴上的一点，上的一点，OP=L，试求求P点的点的场强大小。大小。热点二热点二 电场的叠加电场的叠加图6-1-4 【名【名师支招】此支招】此题调查点点电荷荷场强公式和公式和场强叠加原理的运用。此叠加原理的运用。此题巧妙地运巧妙地运用了用了对称性的特点，将相互称性的特点，将相互对称的各小段称的各小段带电圆环产生的生的场强的的竖直分量抵消。直分量抵消。 【解析】将【解析】将圆环分成分成n小段后，每一小段所小段后
12、，每一小段所带电荷量荷量为q=Q/n，由点，由点电荷荷场强公式可求得每一小段在公式可求得每一小段在P处的的场强为 。由由对称性可知，各小段称性可知，各小段带电圆环在在P处垂直于中心垂直于中心轴方向的分量方向的分量Ey相互抵消，沿相互抵消，沿中心中心轴方向分量方向分量Ex之和即之和即为带电圆环在在P处的的场强EP。 。【答案】【答案】 2ab是长为是长为l的均匀带电细杆，的均匀带电细杆，P1、P2是位于是位于ab所在直线上的两所在直线上的两点，位置如图点，位置如图6-1-5所示。所示。ab上电荷产生的静电场在上电荷产生的静电场在P1处的场处的场强大小为强大小为E1，在，在P2处的场强大小为处的场
13、强大小为E2。那么以下说法正确的。那么以下说法正确的选项是选项是( )A.两处的电场方向一样，两处的电场方向一样，E1E2B.两处的电场方向相反，两处的电场方向相反，E1E2C.两处的电场方向一样，两处的电场方向一样，E1E2D.两处的电场方向相反，两处的电场方向相反，E1E2D图图6-1-5【例【例3】2021年高考浙江理年高考浙江理综卷如卷如图6-1-6所示，在光滑所示，在光滑绝缘程度面上放置程度面上放置3个个电荷量均荷量均为q (q0)的一的一样小球，小球之小球，小球之间用用劲度系数均度系数均为k0的的轻质弹簧簧绝缘衔接。当接。当3个小球个小球处在静止状在静止状 态时，每根，每根弹簧簧长
14、度度为l。知静。知静电力常量力常量为k，假，假设不思索不思索弹簧的静簧的静电感感应，那么每根，那么每根弹簧的原簧的原 长为( ) A.l+5kq2/(2k0l2) B.l-kq2/(k0l2) C.l-5kq2/(4k0l2) D.l-5kq2/(2k0l2)热点三热点三 电荷电荷( (带电体带电体) )在库仑力作用下平衡在库仑力作用下平衡图6-1-6C 【名【名师支招】支招】处理理带电体在体在电场中的平衡中的平衡问题的方法与的方法与处理力学中平衡理力学中平衡问题的方法是一的方法是一样的，都是根据共点力平衡条件求解，所不同的只是在受力分析列平的，都是根据共点力平衡条件求解，所不同的只是在受力分
15、析列平衡方程衡方程时，一定要留意思索，一定要留意思索电场力。力。 【解析】此【解析】此题调查库仑定律，物体的平衡、胡克定律，正确了解并会运用定定律，物体的平衡、胡克定律，正确了解并会运用定律解律解题是是处理理问题的前提，的前提，调查学生的了解才干和分析学生的了解才干和分析综合才干。合才干。 以左以左边小球小球为研研讨对象，它受另外两个象，它受另外两个带电小球的小球的库仑斥力和斥力和弹簧簧弹力作用力作用而平衡，有而平衡，有F=k0x=kq2/l2+kq2/(2l)2=5kq2/(4l2),x=5kq2/(4k0l2)，故，故弹簧原簧原长l0=l-x=l-5kq2/(4k0l2)。 3如图如图6-
16、1-7所示，所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点分别表示在一条直线上的三个点电荷，知电荷，知q1与与q2之间的间隔为之间的间隔为l1，q2与与q3之间的间隔为之间的间隔为l2，且，且每个电荷都处于平衡形状。每个电荷都处于平衡形状。(1)假设假设q2为正电荷，那么为正电荷，那么q1为为_电荷，电荷， q3为为_电荷电荷;(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比三者电荷量大小之比 是是_:_:_。图图6-1-7负负1【例【例4】如】如图6-1-8所示，两根所示，两根长为L的的丝线下端分下端分别悬挂一挂一质量量为m、带电荷量荷量为+q和和-q的小球的小球A 和和B，处于于场强为E，方向
17、程度向左的匀，方向程度向左的匀强电场中，使中，使长度也度也为L的的连线AB拉拉紧，并使小球，并使小球 处于静止形状。求于静止形状。求E的大小的大小满足什么条件足什么条件时，才干，才干实现上述平衡形状？上述平衡形状？热点四热点四 电荷电荷( (带电体带电体) )在电场中的平衡在电场中的平衡 【名【名师支招】支招】电场力作用下的平衡力作用下的平衡问题仍用正交分解、平行四仍用正交分解、平行四边形定那么等方形定那么等方法求解。法求解。 【解析】首先，小球【解析】首先，小球A、B均均处于静止形状，其所受合外于静止形状，其所受合外力力为零；其次，假零；其次，假设撤去程度向左的匀撤去程度向左的匀强电场，那么
18、，那么A、B两小球两小球在重力和彼此在重力和彼此间静静电引力作用下，回落到引力作用下，回落到悬点正下方，可点正下方，可见只需匀只需匀强电场足足够强时，A、B间连线才干被拉才干被拉紧。设A、B间连线刚要被拉要被拉紧时，匀，匀强电场的的场强为E0，这时，小球，小球A受力受力如如图6-1-9所示，由共点力平衡条件得所示，由共点力平衡条件得 程度方向上程度方向上E0q=Tcos60+F 竖直方向上直方向上Tsin60=mg 由由库仑定律得定律得F=kq2/L2 解解联立方程立方程组可得可得 ，故当匀，故当匀强电场E满足足EE0，即即E 时，A、B间连线才被拉才被拉紧。图6-1-9【答案】【答案】图6-1-8 4在场强为在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为的带电小球，电荷量分别为2q和和-q，两小球用长为，两小球用长为l的绝缘细线相连，另用绝的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬于缘细线系住带正电的小球悬于O点而处于平衡点而处于平衡形状，如图形状，如图6-1-10所示，重力加速度为所示，重力加速度为g，那么，那么细线对悬点细线对悬点O的作用力等于的作用力等于_，两个小球，两个小球之间的细线的拉力等于之间的细线的拉力等于_。图图6-1-102mg+qEmg-qE-2kq2/l2
