第9章 静电场及其应用-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略课堂精讲

课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 构·网络体系 知识点一 电荷及电荷守恒定律 1. 两种电荷 渊1冤用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电袁用毛 皮摩擦过的橡胶棒带负电遥 渊2冤同种电荷相互排斥袁异种电荷相互吸引遥 2. 三种起电方式院摩擦起电尧感应起电和 接触起电袁它们的实质都是电子的转移遥 3. 元电荷院最小的电荷量袁e越1.6伊10原19 C遥 4. 电荷守恒定律 表述 1院电荷既不会创生袁也不会消灭袁它只 能从一个物体转移到另一个物体袁或者从物体 的一部分转移到另一部分曰在转移过程中袁电荷 的总量保持不变遥这个结论叫作电荷守恒定律遥 表述 2院一个与外界没有电荷交换的系统袁 电荷的代数和保持不变遥 对点典例 咱2024窑温州测试暂对物体带电 现象的叙述袁正确的是 渊 冤 A. 物体带电一定是因为具有多余的电子 B. 摩擦起电实质上是电子从一个物体转 移到另一个物体的过程 C. 物体所带电荷量是连续的 D. 电中和是等量异种电荷完全消失的现象 学·知识清单 E=k Qr2 E= Fq 渊定义式冤 电场线 电荷守恒定律 库仑定律 静电平衡 静电屏蔽 基本定律 电场强度 静电现象 静 电 场 及 其 应 用 大小院F=k q1q2r2 适用条件院真空中的点电荷 大小 匀强电场 揖课程要求铱 殷知道电荷种类袁点电荷模型遥 知道两个点电荷间相互作用的规律遥 殷了解静电现象遥 能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现 象遥 并分析静电感应现象袁了解生产生活中关于静电的利用与防护遥 殷知道电场是一种物质遥 了解电场强度袁体会用物理量之比定义新物 理量的方法遥 会用电场线描述电场遥 揖学业要求铱 殷了解三种起电方式及其本质遥 殷会用库仑定律分析点电荷之间的相互作用规律遥 殷知道电场性质袁理解电场强度袁会大致描绘电场线袁并了解电场线的 作用和特点遥 课 程 标 准 库仑定律 电场尧电场 强度 静电的防 止与利用 考点 电荷 真题归类 2022.1袁14袁3分 2022.1袁21袁8分 2023.1袁11袁3分 2023.1袁21袁8分 40 揖点拨铱 对物体带电的理解 渊1冤使物体带电有三种方式院 摩擦起电 接触起电 感应起电 实质 相同 电子 转移 遥 渊2冤物体不带电袁但其实内部还是有电荷 的袁只是正负电荷量相等袁呈中性袁物体带电实 质是内部有多余的正渊负冤电荷袁呈电性遥 对点训练 据某电视节目介绍说袁蜜蜂飞 行时与空气摩擦产生静电袁因此蜜蜂在飞行中 就可以吸引带正电的花粉遥 以下说法正确的是 渊 冤 A. 空气不带电 B. 蜜蜂带负电 C. 空气带负电 D. 蜜蜂带正电 知识点二 电荷间相互作用及库仑定律 1. 电荷间相互作用规律 同种电荷袁互相排斥曰异种电荷袁互相吸 引曰带电体能吸引不带电的轻小物体遥 2. 库仑定律 渊1冤内容院真空中两个静止点电荷之间的 相互作用力的大小袁与它们的电荷量的乘积成 正比袁与它们的距离的二次方成反比袁作用力 的方向在它们的连线上遥 渊2冤公式院F=k q1q2r2 遥 静电力常量 k=9伊109 N窑m2/C2遥 渊3冤适用条件院真空中的点电荷遥 对点典例 带电荷量分别为垣4Q 和-6Q 的两个半径为 R 的相同金属小球袁相距一定距 离 r时渊R<<r冤袁相互作用力大小为 F遥若将它们 之间的距离变为 2r袁则相互作用力大小变为 渊 冤 A. 2F B. 4F C. 14 F D. 18 F 对点训练 咱2024窑金华测试暂如图所示袁 一个带正电的球体 M 放在绝缘支架上袁把系 在绝缘丝线上的带电小球 N 先后挂在横杆上 的 P1和 P2处袁当小球静止时袁丝线与竖直方 向的夹角分别为 兹1和 兹2渊兹2图中未标出冤遥 则 渊 冤 A. 小球带负电袁兹1跃兹2 B. 小球带负电袁兹1约兹2 C. 小球带正电袁兹1跃兹2 D. 小球带正电袁兹1约兹2 知识点三 电场尧电场强度 1. 电场强度 渊1冤意义院描述电场强弱和方向的物理量遥 渊2冤定义院放入电场中某点的电荷所受的 静电力 F跟它的电荷量 q 的比值遥 渊3冤定义式院E= Fq 袁单位院N/C遥 渊4冤方向院正电荷在该点的受力方向袁电场 强度是矢量遥 渊5冤决定因素院电场强度取决于电场本身袁 与 q 无关遥 2. 点电荷的电场强度 渊1冤公式院设在场源点电荷 Q 形成的电场 中袁与 Q相距 r处的电场强度 E=k Qr2 遥 渊2冤适用条件院真空中的点电荷形成的电场遥 3. 电场强度的叠加院如果场源是多个点电 荷袁则电场中某点的电场强度为各个点电荷单 独在该点产生的电场强度的矢量和遥 对点典例 如图所示袁A尧B尧C尧D 是水平 直线上的 4个点袁相邻两点间距均为 r遥在 A 点 和 B点放有电荷量均为 Q的正点电荷袁则它们 N P1 兹1 M P2 第九章 静电场及其应用 41 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 间的库仑力大小为 遥 A 处点电荷 在 C 点产生的电场强度大小为 袁 A尧B 两处点电荷在 C 点的合场强方向为 渊填野水平向左冶野水平向右冶野竖直 向上冶或野竖直向下冶冤遥 当 D 点放了电性为 渊填野正冶或野负冶冤的点电荷后袁C点 的电场强度可能为 0渊静电力常量为 k冤遥 对点训练 关于电场强度袁下列说法正确 的是 渊 冤 A. 若在电场中的 P点不放试探电荷袁则 P 点的场强为 0 B. 由电场强度 E=k Qr2 可知袁 点电荷周围 某点场强大小与场源电荷的电荷量 Q成正比 C. 由电场强度 E= Fq 可知袁某点场强大小 与试探电荷的电荷量 q 成反比 D. 由电场强度 E= Fq 可知袁某点场强大小 与场源电荷的电荷量 q 成反比 知识点四 电场线 1. 电场线院为形象地了解和描述电场中各 点的电场强度而引入的工具袁是画在电场中的 一条条有方向的曲线袁曲线上每点的切线方向 表示该点的电场强度方向遥 2. 典型电场的电场线分布特点 对点典例 如图所示袁将带正电的甲球 放在不带电的乙球左侧袁两球在空间形成了稳 定的静电场袁实线为电场线袁虚线为等差等势 线遥 A尧B 两点与两球球心连线位于同一直线 上袁C尧D两点关于直线 AB对称袁则 渊 冤 A. A 点和 B点的电势相同 B. C点和 D点的电场强度相同 C. 正电荷从 A 点移至 B点袁电势能减小 D. 负电荷从 C点移至 D点袁电势能增大 对点训练 如图所示袁一电场的电场线分 布关于 y轴渊沿竖直方向冤对称袁O尧M尧N是 y轴 上的三个点袁 且 OM越MN袁P 点在 y 轴右侧袁 MP彝MN遥 则 O尧M尧N尧P四点中电场强度最大 的是 渊 冤 A. O点 B. M点 C. N点 D. P点 知识点五 静电现象 1. 静电平衡院将导体放置于电场中会发 生静电感应现象袁感应电荷在导体内部产生的 感应电场与原电场发生叠加袁当导体内部的电 场强度 E=0时袁导体内自由电子不再发生定向 移动袁此时导体达到静电平衡状态遥 2. 尖端放电院带电导体上的电荷分布在导 体表面袁导体表面越尖锐的位置电荷密度越大袁 周围电场强度越大袁周围空气电离后产生的新 的带电粒子中与导体尖端的带电粒子电性相 + 正点电荷 - 负点电荷 +++++++ + ------- - 带电平行金属板 等量同种渊正冤点电荷 O+ + 等量异种点电荷 - + O M N P x y + + DrCrBrA Q Q B D 乙 C 甲 A 42 反的带电粒子袁向尖端运动袁并与尖端上的电 荷中和袁相当于使导体尖端失去电荷袁这种现 象叫作尖端放电遥 3. 静电屏蔽院金属球壳内部不会受到球壳 是否带电或球壳外电场有无的影响袁金属球壳 的这种作用叫作静电屏蔽遥 4. 静电现象的应用院静电除尘袁静电复印袁 电工绝缘衣袁静电喷漆遥 对点典例 下列说法正确的是 渊 冤 A. 图甲中静电除尘装置两极板间存在匀 强电场 B. 图乙中验电器能够直接检测出带电物 体的电性 C. 图丙中话筒线使用金属网状编织层包 裹着导线是为了减少信号衰减 D. 图丁中人用手接触起电机的金属球时 头发竖起来是因同种电荷相互排斥 揖点拨铱 处理静电平衡时导体上电荷问题 的思路 渊1冤野远近观冶法院处于静电平衡状态的导 体袁离场源电荷较近和较远的两端感应出等量 的异种电荷袁而导体的中间部分因感应电荷较 少袁可认为无感应电荷产生袁如图甲所示遥 渊2冤野整体观冶法院当两个或多个原来彼此 绝缘的导体接触或用导线连接时袁就可把它们 看作是一个大导体袁再用野远近观冶法判断它们 的带电情况袁如有些问题所提到的野用手触摸 某导体冶袁其实就是导体通过人体与大地构成一 个大导体遥 不要认为导体内部没有电荷袁用导 线连接带电体内部时袁小球 Q 就不带电袁其实 它们连接后就已成为一个整体袁故小球通过导 线得到了电荷袁如图乙所示遥 对点训练 将悬挂在细线上的带正电的 小球 A 放在不带电的金属空心球 C内渊不和球 壁接触冤袁另有一个悬挂在细线上的带负电的小 球 B向 C靠近袁如图所示遥 下列说法正确的是 渊 冤 A. A 往左偏离竖直方向袁B往右偏离竖直 方向 B. A 的位置不变袁B往右偏离竖直方向 C. A 往左偏离竖直方向袁B的位置不变 D. A 和 B的位置都不变 - + AB C + - +-- ++Q 图甲 - - -- -- - - -- -- --Q Q 图乙 图乙 图丁图丙 金属网 图甲 + +- 尘埃 + 第九章 静电场及其应用 43 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 h1=1.2 m袁若滑块恰好停在 L袁A 到 L 由动能定理有 mgh2-mgR- 2滋mgcos 兹窑 Rtan 兹 =0袁解得 h2=3 m袁A 到 J由动能定理有 mgh- 滋mgcos兹窑 Rtan 兹 = 12 mvJ2袁又 FJ-mg= mvJ 2 R 袁则 FJ=2h-1渊1.2 m臆h臆 3 m冤遥 揖对点训练铱 D揖解析铱滑翔的过程中除重力做功外袁还有 空气阻力做功袁机械能不守恒袁A错误曰重力势能的减小量等于 重力做的功袁B错误曰重力势能的减小量等于动能的增加量和 克服阻力所做的功袁C错误遥 知识点二 势能 揖对点典例铱 B揖解析铱课桌的高度约为 0.8 m袁课本质量约 为 0.5 kg袁则有 驻Ep=-W G=-渊-mgh冤=4 J遥 揖对点训练铱 C揖解析铱儿童下滑过程中做匀加速直线运 动袁即加速度 a不变袁则 v=at袁故 v 与 t成正比袁B错误曰设滑梯 与水平面倾斜角为 兹袁根据牛顿第二定律可知儿童所受合力为 F 合=mgsin 兹-滋mgcos 兹=ma袁则 a=gsin 兹-滋gcos 兹袁加速度不变则 动摩擦因数 滋不变袁A错误曰 设初始重力势能为 Ep0袁 则 mgh= mgx窑sin 兹=mgsin 兹窑12 at2=Ep0-Ep袁整理得 Ep=Ep0-mgsin 兹窑12 at2袁 C正确曰设初始机械能为 E0袁除重力和系统内弹力以外的其他 力做功机械能改变袁即-滋mgxcos 兹=-滋mgcos 兹窑12 at2=E-E0袁整 理得E=E0-滋mgcos 兹窑12 at2袁 可知 E-t图像应该是向下开口的抛 物线袁D错误遥 知识点三 机械能尧机械能守恒定律 揖对点典例铱 B揖解析铱由足球的运动轨迹可知袁足球在空 中运动时一定受到空气阻力作用袁则从 1到 2 重力势能增加 mgh袁动能减少量大于 mgh袁A错误袁B正确曰从 2到 3由于空气 阻力作用袁则机械能减少袁重力势能减少 mgh袁则动能增加量小 于 mgh袁C尧D错误遥 揖对点训练铱 D揖解析铱做引体向上的同学在上升过程中先 向上加速后向上减速曰下降过程中先向下加速后向下减速遥 故 上升过程中先超重后失重袁下降过程中先失重后超重遥 上升过 程中支持力先大于重力袁后小于重力袁下降过程中支持力先小 于重力袁后大于重力袁A尧B尧C错误曰上升和下降过程中内力做 功袁机械能不守恒袁D正确遥 第九章 静电场及其应用 揖学窑知识清单铱 知识点一 电荷及电荷守恒定律 揖对点典例铱 B揖解析铱物体带电有可能是物体具有多余的 电子袁此时物体带负电袁也有可能是物体失去电子袁此时物体带 正电袁A错误曰物体所带电荷量是元电荷的整数倍袁因此袁物体 所带电荷量是分立的尧不连续的袁C错误曰电中和是指等量异种 电荷由于电性相反尧电量相等袁其整体呈现电中性的现象袁而电 荷没有消失袁D错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱蜜蜂吸引带正电的花粉袁蜜蜂带负 电袁与蜜蜂摩擦的空气带正电袁B正确遥 知识点二 电荷间相互作用及库仑定律 揖对点典例铱 C揖解析铱F=k 4Q窑6Qr2 = 24kQ 2 r2 袁若距离变为 2r袁则相互作用力大小为 F忆=k窑4Q窑6Q渊2r冤2 = F4 遥 揖对点训练铱 C揖解析铱由图可知袁小球 N与 M相互排斥袁 可知小球 N带正电袁以小球为对象袁根据受力平衡可得 tan 兹= F mg 袁又 F=k Qqr2 袁由于带电小球 N悬挂在 P1点时袁离 M距离 小袁受到的库仑力大袁则丝线与竖直方向的夹角大袁故有 兹1跃兹2袁 C正确遥 知识点三 电场尧电场强度 揖对点典例铱 kQ 2 r2 kQ4r2 水平向右 正揖解析铱库仑 力大小 F=k Q 2 r2 袁A 处点电荷在 C 点产生的电场强度为 E= k Q渊2r冤2 袁根据点电荷周围的电场分布及电场的叠加原理可知袁 C点的合场强方向为水平向右袁要使 C点场强为零袁D点只能 放正点电荷遥 揖对点训练铱 B揖解析铱电场中某点的电场强度的大小取决 于电场本身的性质袁与是否放入试探电荷尧试探电荷的电荷量 q 无关曰E= Fq 是电场强度的定义式袁 Fq 的比值越大袁E越大遥 知识点四 电场线 揖对点典例铱 C揖解析铱由电场线和等势面的图线可知 A 点与 C点在一个等势面上袁 沿电场线的方向电势逐渐降低袁即 C点电势高于 B点的电势袁所以 A 点的电势高于 B点的电势袁 所以 UCB跃0袁即 UAB跃0袁由 W AB=qUAB可知袁电场力做正功袁所以正 电荷在 A 点移至 B点袁电势能减小袁C正确袁A错误曰因为电场 强度是矢量袁C点与 D点方向不同袁 所以电场强度不同袁B 错 误曰C尧D在同一等势面上袁所以负电荷从 C点移至 D点袁电势 能不变袁D错误遥 揖对点训练铱 A揖解析铱O点处电场线最密袁场强最大遥 知识点五 静电现象 揖对点典例铱 D揖解析铱静电除尘装置两极板间存在非匀强 电场袁A错误曰验电器能检测物体是否带电袁不能直接检测出带 电物体的电性袁B错误曰话筒线使用金属网状编织层包裹着导 线是为了屏蔽外部干扰袁实现高保真信号传输袁C错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱C对外界电场有静电屏蔽作用袁使 处于 C内部的 A 不受外界电场影响袁 所以 A 的位置不变曰但 A 在 C的外表面感应出正电荷袁所以 B将向右偏遥 第十章 静电场中的能量 揖学窑知识清单铱 知识点一 电场力做功尧电势能尧电势差尧电势 揖对点典例铱 D揖解析铱电场线越密处场强越大袁因此 B点 86