专题08 静电场-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-22年三年山东卷高考汇编 专题08 静电场 【考纲定位】 高考命题点 考纲要求 高考真题 1.电荷和电荷守恒定律 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． 2.点电荷和库仑定律 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想和方法． 2022·山东·高考 T3 3.电场和电场强度　电场线 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．会用电场线描述电场． 2021·山东·高考 T6 4.电势能　电势　电势差 知道静电场中的电荷具有电势能．了解电势能、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． 2020·山东·高考 T10 【知识重现】 一、基本物理量间的联系 二、库仑定律 1．内容：在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 2．表达式：F＝，其中k为静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2. 3．适用范围：库仑定律适用于真空中、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． (1)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． (2)对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．当两金属球的距离较小时，由于电荷分布的变化，它们不能被视为点电荷，库仑定律不再适用，但它们之间仍存在静电力，如图所示． (3)不能根据公式错误地推论：当r趋于零时，F趋于无穷大．原因是，在这样的条件下，带电体不能看成点电荷，F＝不再适用． 三、电场强度 1．电场强度的性质 (1)矢量性：电场强度E是表示电场力的性质的一个物理量，规定正电荷受力方向为该点场强的方向． (2)唯一性：电场中某点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷无关，取决于形成电场的电荷(源电荷)及空间位置． (3)叠加性：在同一空间，如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和． 2．电场强度的两个公式的比较 区别 公式 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是电场强度大小的定义式 由比值法引入，E与F、q无关，反映某点电场的性质 适用于一切电场 E＝ 是真空中点电荷场强的决定式 由E＝和库仑定律导出 真空中的点电荷 四、电场线和等势面 1．电场线的特点 (1)电场线是用来形象地描述电场分布的一簇曲线．电场线不是真实存在的，是一种假想线； (2)在静电场中，电场线起始于正电荷或无限远，终止于无限远或负电荷，不形成闭合曲线； (3)电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致； (4)电场线密处电场强，电场线疏处电场弱； (5)电场线在空间无电荷处不相交． 2．等势面的特点 (1)等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直； (2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功； (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面； (4)任意两个等势面都不会相交； (5)等势面越密的地方电场强度越大，即等势面分布的疏密可以描述电场的强弱． 3．常见电场的电场线和等势面分布 电场线(虚线)和等 势面(实线)图样 电场线特点 等势面特点 匀强电场 疏密相同的平行直线 垂直于电场线 的一簇平面 正点电荷的电场 (1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强，方向由正点电荷指向无穷远，或由无穷远指向负点电荷； (2)在正(负)点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点； (3)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 (1)两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大； (2)两点电荷连线的中垂线上，电场线的方向均相同，即场强方向相同，且与中垂线垂直； (3)两点电荷连线上关于中点对称的两点的场强等大，同向 连线的中垂面为等势面且与无穷远处电势相等 等量同种点电荷的电场 (1)两点电荷连线中点O的场强为零，此处无电场线； (2)从两点电荷连线中点沿中垂线到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小； (3)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行，关于中点对称的两点场强等大、反向 两点电荷连线上中点处电势最低，而在中垂线上，中点处电势最高 枕形导体形成的电场 导体表面越尖锐的位置电场线越密集 整个导体是等势体，表面是等势面．导体表面越尖锐的位置等势面分布越密集 五、电场强度、电势、电势差、电势能的区别与联系 电场强度 电势 电势差 电