专题09 静电场（知识梳理+考点精讲精练+实战训练）-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（新教材专用）

专题09 静电场 目录 知识梳理 1 考点精讲精练 14 考点一：电场力的性质 14 考点二：电场能的性质 17 考点三：电容器和带电粒子在电场运动 23 运动的描述实战训练 27 知识点一 电场力的性质 电荷 一、起电方法的实验探究 1．判断物体是否带电的依据：物体具有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷． 2．电荷的电性及相互作用： (1)电性 ①用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷； ②用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷． （2）电荷间的作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 3．三种起电方法： (1)如图，摩擦过后的两物体带上等量的异种电荷，这种使物体带电的方式叫摩擦起电． (2)如图，带电的物体接触不带电的物体使不带电的物体带上与带电体电性相同的电荷，这种使物体带电的方式叫接触起电． (3)如图，一个带电体靠近导体时，导体近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，这种使物体带电的方式叫感应起电． 注意：三种起电方式的本质都是因为电荷发生了转移。 二、电荷守恒定律 1．电荷量 (1)电荷量：物体所带电荷的多少叫做电荷量． (2)电荷量的单位：库仑，简称库，符号C． (3)中和：等量的异种电荷完全抵消的现象． (4)元电荷：任何带电体的电荷量都是e＝1.60×10－19C的整数倍．因此，电荷量e被称为元电荷． （5）比荷：电荷量与质量的比值叫比荷。电子的比荷为。 2．电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分．在转移的过程中，电荷的代数和不变． (2)适用范围：电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立，而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律． 库仑定律 一、电荷之间的作用力 1．实验探究 (1)带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角。 (2)在电荷量不变的情况下，小球离带电体越近，角度θ越大，离带电体越远，角度θ越小。 (3)在距离不变的情况下，带电体电荷量越大，角度θ越大，电荷量越小，角度θ越小。 (4)结论：影响两电荷之间相互作用力的因素：距离、电荷量。电荷间的相互作用力随带电体间距离的减小而增大，随带电体所带电荷量的增加而增大。 二、库仑定律 (1)内容：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量q1、q2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 (2)公式：F＝k，其中k叫静电力常量，数值k＝9.0×109 N·m2/C2。r指的是两个点电荷之间的距离。 （3）适用条件：①真空中；②点电荷； 三、点电荷 1．定义：物理上把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体称为点电荷． 2．点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际不存在. 3．理想化模型：当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想模型，从而使问题的处理大为简化． 四、静电力计算 1．两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。 2．两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。 电场 电场强度 一、电场 1.电场及其性质 电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间的作用是通过电场发生的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用. 3．电荷间的相互作用：电荷之间是通过电场发生相互作用的。 4．电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。 5．静电场：静止的电荷产生的电场。 二、电场强度 1．试探电荷：为研究电场的性质而引入的电荷量和体积都很小的点电荷。 2．场源电荷：激发电场的电荷。 3．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。 (2)定义式：E＝。 (3)单位：牛/库(N/C)。 (4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 4．匀强电场：电场中各点的电场强度的大小和方向都相同的电场． 5．点电荷的电场 (1)公式：E＝k． (2)含义：点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷距离的平方成反比． 6．电场的叠加原理：若空间同时存在多个点电荷，在空间某点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和． 三、电场线 1．电场线：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致． 2．特点 (1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在． (2)任意两