专题01 静电力与电场强度（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（鲁科版2019必修第三册）

期中复习·考点清单 物理必修第三册 •鲁科版 专题01 静电力与电场强度 01 02 03 方法模型归纳 巩固提升 知识清单 目 录 04 课堂小结 PART-01 知识清单 电荷守恒定律 一 1.摩擦起电及其原因 (1)摩擦起电：由于______而使物体带电的方式。 (2)原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。于是，原来电中性的物体由于得到电子而带______，失去电子的物体则带____电。 摩擦 负电 正 电荷守恒定律 一 2.静电感应现象 (1)当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互______或______，导体中的自由电荷便会______或______带电体，使导体靠近带电体的一端带______电荷，远离带电体的一端带______电荷。 (2)感应起电：利用__________使金属导体带电的过程。 吸引 排斥 趋向 远离 异种 同种 静电感应 电荷守恒定律 一 3.电荷守恒定律 (1)原始表述：电荷既不会______，也不会______，它只能从一个物体______到另一个物体，或者从物体的一部分______到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持______。 (2)现代表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的________保持不变。 创生 消灭 转移 转移 不变 代数和 点电荷 库仑定律 二 1.点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小________，以致带电体的______、______及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作__________，叫作点电荷。 2.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成______，与它们的距离的二次方成______，作用力的方向在它们的连线上。 3.静电力：静止点电荷之间的相互作用力，也叫作______力。 大得多 形状 大小 带电的点 正比 反比 库仑 电场强度 三 1.定义：在电场的不同位置，试探电荷所受的________与它的________之比一般来说是不一样的。它反映了电场在各点的性质，叫作电场强度。 静电力 电荷量 静电力F 试探电荷的电荷量q 电场本身 电场强度 三 3.单位：________，符号为N/C。 4.电场强度是______。物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与________在该点所受的静电力的方向相同。 5.物理意义：反映电场本身的____的性质的物理量，其大小表示电场的强弱。 牛每库 矢量 正电荷 力 电场强度 三 6.真空中点电荷的电场 (1)电场强度：E＝________，其中k是____________，Q是__________的电荷量，r是点电荷到电场中该点的距离。 (2)方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径______；当Q为负电荷时，E的方向沿半径______。 静电力常量 场源电荷 向外 向内 电场线 三 1.电场线 (1)电场线的用途：除了用数学公式描述电场外，还可以通过画电场线，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和______。 (2)对电场线的理解 ①电场线是画在电场中的一条条有______的曲线，曲线上每点的______方向表示该点的电场强度方向。 ②在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较____；电场强度较小的地方电场线较____。 ③电场线不是实际存在的曲线，是为了形象地描述电场而______的线。 方向 方向 切线 密 疏 假想 电场线 三 (3)两个特点 ①电场线从________或________出发，终止于________或________。 ②同一电场的电场线在电场中________，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有__________。 正电荷 无限远 无限远 负电荷 不相交 两个方向 静电的应用与防止 四 一、静电平衡 1.静电感应现象：把导体放入电场中，导体内部的自由电荷在________作用下定向移动，而使导体两端出现__________电荷的现象。 2.静电平衡状态 导体中(包括表面)__________ 不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。 静电力 等量异种 自由电子 静电的应用与防止 四 3.静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态的导体，内部__________处处为零。 (2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面______。 4.导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的________。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)______ ，凹陷的位置__________电荷。 电场强度 垂直 外表面 越大 几乎没有 静电的应用与防止 四 1.静电吸附：在电场中，带电粒子在________作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。 2.静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。 3.静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，向作为______的工件运动，并沉积在工件表面。 静电力 正极 二、静电的应用与防止 静电的应用与防止 四 5.尖端放电的应用与防止： (1)应用：________是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 (2)防止：高压设备中导体的表面尽量______会减少电能的损失。 避雷针 光滑 4.静电复印：复印机应用了__________的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，没有光照时，OPC是________，受到光照时变成导体。 静电吸附 绝缘体 PART-02 方法模型归纳 库仑定律的应用 一 1.库仑力作用下的平衡问题 (1)四步解决库仑力作用下的平衡问题： 库仑定律的应用 一 (2)三个自由点电荷的平衡问题： ①平衡条件：每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷平衡的位置是另外两个点电荷的合场强为零的位置。 ②平衡规律： 库仑定律的应用 一 (3)利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 库仑定律的应用 一 (3)利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 库仑定律的应用 一 (3)利用三角形相似法处理带电小球的平衡问题： 1．如图所示，带电小球固定在竖直墙面上，用绕过固定在竖直墙上点的光滑小定滑轮的细线拉着带电小球B，小球B静止，此时连线水平，间的距离为间的距离为，小球A、B及定滑轮大小不计。用拉力缓慢拉动细线一端，使小球B缓慢向上移动，在小球B从图示位置一直运动到点的过程中（　　） A．拉力一直减小 B．拉力先增大后减小 C．小球一直做曲线运动 D．小球先做曲线运动后做直线运动 库仑定律的应用 一 D 电场强度的求解 二 1.叠加法：多个点电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。 2.对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化。 3.补偿法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，然后再应用对称的特点进行分析，有时还要用到微元思想。 4.微元法：将带电体分成许多电荷元，每个电荷元看成点电荷，先根据库仑定律求出每个电荷元的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。 2．如图所示，在直角三角形中，，。A、两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（    ） A．为零 B．大小为，方向沿方向 C．大小为，方向与方向夹角为 D．大小为，方向沿平分线 电场强度的求解 二 C 3．如图所示，带电量为的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷在通过带电薄板几何中心的垂线上。a点处电场强度为零，静电力恒量为k.在图中b点（a点关于带电薄板的对称点）的电场强度大小是（　　） A． B． C． D．0 电场强度的求解 二 A 4．如图所示，正电荷q均匀分布在半球面上，球面半径为R，为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点，距球心O的距离均为。在M右侧轴线上点固定一带负电的点电荷Q，、M点间的距离为R，已知P点的场强为零。已知均匀带电的封闭球壳外部空间的电场强度可等效在球心处的点电荷，则M点的场强为（　　） A． B． C． D． 电场强度的求解 二 C 5．如图所示，半径为R的金属圆环固定在竖直平面，金属环均匀带电，带电量为Q，一长为L=2R的绝缘细线一段固定在圆环最高点，另一端连接一质量为m、带电量为q（未知）的金属小球（可视为质点）。稳定时带电金属小球在过圆心且垂直圆环平面的轴上的P点处于平衡状态，点P'（图中未画出）是点P关于圆心O对称的点。已知静电常量为k，重力加速度为g，若取无穷远为零势面，下列说法正确的是（　　） A．O点的场强一定为零 B．P'点场强大小为 C．金属带电小球的电量为 D．剪断细线瞬间，小球加速度水平向右 电场强度的求解 二 C 常见电场线问题 三 1.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较 常见电场线问题 三 2.“电场线+运动轨迹”组合模型模型特点: 当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运动与力”的关系。运用牛顿运动定律的知识分析: (1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。 (2)“三不知时要假设”——电荷的正负、电场的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。若已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。 6．如图所示是实验室模拟出的等量异种电荷电场线的显形平面图片，该平面中有A、B、C、D四个点，其中B、C两点处在等量异种电荷连线间的中垂线上，有关下列说法正确的是（    ） A．一个负电荷处在A点的电势能要比它处在B点处的电势能小 B．将一个电子从C点处静止释放，它可能会沿着电场线运动到D点处 C．B点的场强小于C点的场强 D．将一个质子从B点移送到C点，静电力做功为零 常见电场线问题 三 D 7．真空中A、B两点电荷形成的电场中的部分电场线如图所示，O点为两点电荷连线的中点，a、b为两点电荷连线的中垂线上对称的两点，电场线关于ab对称。下列说法正确的是（  ） A．A、B可能是等量负电荷 B．A、B之间存在静电引力 C．a、b两点的电场强度相同 D．在两点电荷的连线上，O点的电场强度最小 常见电场线问题 三 D PART-03 巩固提升 1．如图所示，充电后的平行板电容器竖直放置在水平绝缘地板上，将一根光滑绝缘细绳系在电容器、极板上的A、两点（点高于A点），再将一带正电的小球（可视为质点）悬挂在细绳上并处于静止状态。电容器不漏电，两板间的电场可视为匀强电场，小球始终未与极板接触。经下列操作，待小球再次稳定后，细绳张力一定变小的是（　　） A．A点下移一小段距离 B．略微增大极板所带的电荷量 C．板向左平移一小段距离 D．正负极板电荷量不变，电性互换 巩固提升 01 D 2．有两个相同的小球分别带正电、负电，现将其分别放在水平光滑地面上、水平粗糙地面上、倾角为的光滑斜面上、倾角为的粗糙斜面上，用相同大小的力F分别作用于带正电小球上，如图，则两小球将会一起做直线运动，四种情况下，正、负电小球间的距离分别为，则（　　） A． B． C． D． 巩固提升 02 C 3．如图所示，均匀带正电的半圆环放置在绝缘水平桌面上，半圆环上AB、BC、CD的弧长相等，已知BC在圆心O点的电场强度大小为E、方向水平向右，则O点的电场强度大小为（    ） A．E B．2E C． D． 巩固提升 03 B 4．如图为完全相同的两个正三角形ABC和DEF组成的正六角星，O点为图形正中心，现在A、D、B、E顶点各放一个电量为q的正电荷，在C、F顶点各放一个电量为q的负电荷，已知AB边长为a，则O点场强大小为（    ） A． B． C． D． 巩固提升 04 A 5．电偶极子是由两个等量异号点电荷组成的系统，是一种常见的带电结构。我们在做心电图的过程中，心脏就可视为电偶极子模型，体内电荷分布如图甲所示，等效电场如图乙所示。正、负点电荷连线上与点关于点对称，正、负点电荷连线的中垂线上与点关于点对称，下列说法正确的是（　　） A．点的电场强度比点的电场强度大 B．点的电势比点的电势高 C．人体内的在点的电势能比在点的电势能大 D．若人体内沿两点电荷连线的中垂线从点运动到点，电场力先做正功再做负功 巩固提升 05 B 6．如图所示为一对电荷量分别为和的点电荷的电场线分布，为电场中的四点。下列说法正确的是（　　） A．、两点场强大小关系为 B．两点电势关系为 C．若两点关于两点电荷连线对称，则两点电场强度相同 D．同一带负电的试探电荷，其在点的电势能比在点的电势能小 巩固提升 06 D PART-04 课堂小结 课堂小结 2.定义式：E＝eq \f(F,q)，E与____________和___________________无关，与________有关。 k $$