专题01 电场力的性质（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（人教版2019）

专题01 电场力的性质 高二物理上学期·期末复习大串讲 知识串讲 方法模型归纳 巩固提升 人教版 知识串讲 01 知识点1　电荷 1．两种电荷. 自然界只存在两种电荷，即________和________. 正电荷 负电荷 2．电荷间的作用. 同种电荷相互______，异种电荷相互______. 3．带电体可以吸引轻小物体. 排斥 吸引 知识串讲 01 4．原子的组成. 原子由__________和核外电子组成，原子核由带正电的________和不带电的________组成，核外电子带__________.通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性. 5．自由电子和离子. 金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作____________，失去自由电子的原子便成为带正电的________. 原子核 质子 中子 负电 自由电子 离子 知识串讲 01 知识点2　摩擦起电和感应起电 1．摩擦起电. 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________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负电，失去电子的物体则带正电.如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去________而带正电，丝绸因获得________而带负电. 转移 电子 电子 知识串讲 01 2．感应起电. 当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，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，这种现象叫作___________.利用静电感应使金属导体带电的过程叫作___________. 异种 同种 静电感应 感应起电 知识串讲 01 知识点3　电荷守恒定律及元电荷 1．电荷守恒定律的两种表述方式. (1)电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体________到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持________. (2)一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的____________保持不变. 转移 不变 代数和 知识串讲 01 2．元电荷. (1)电荷量：电荷的__________叫作电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是________，简称库，符号为C． (2)元电荷：科学实验发现______所带的电荷量最小，且所有带电体的电荷量是电子电荷量的________，这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示，在计算中通常取e＝________________C．质子、正电子所带电荷量与电子相等、电性相反. 多少 库仑 电子 整数倍 1.60×10-19 比 知识串讲 01 知识点4　探究影响电荷间相互作用力的因素1．实验现象. (1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越______. (2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越________. 2．实验结论. 电荷之间的作用力随着电荷量的增大而________，随着距离的增大而________. 小 大 增大 减小 知识串讲 01 知识点5　库仑定律 1．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________的二次方成________，作用力的方向在它们的连线上.这种电荷之间的相互作用叫作________或库仑力. 2．点电荷：带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看作___________，叫作_________. 正比 距离 反比 静电力 带电的点 点电荷 知识串讲 01 3．点电荷的特点. (1)带电体间的距离比它们自身的大小__________. (2)带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷之间的________的影响可以忽略. (3)点电荷是一种理想化的模型. 大很多 作用力 知识串讲 01 3．点电荷的特点. (1)带电体间的距离比它们自身的大小__________. (2)带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷之间的________的影响可以忽略. (3)点电荷是一种理想化的模型. 大很多 作用力 知识串讲 01 4．理解. 适用条件 真空中两个静止的________ 库仑力大小 与它们的电荷量的________成正比，与它们的距离的________成反比 库仑力方向 在它们的________上，相互吸引或排斥 点电荷 乘积 二次方 连线 5．表达式：F＝________，式中k叫作静电力常量，k＝__________ ________. 9.0×109 N ·m2/C2 知识串讲 01 6．静电力的叠加原则. (1)两个点电荷间的作用力________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__________. 不会 矢量和 知识串讲 01 知识点6　电场 1．电场的产生：电荷在其周围产生__________，电场是________周围存在的一种特殊物质. 2．静电场：静止电荷产生的电场，叫作________. 3．基本性质：电场对放入其中的电荷产生____________. 4．电场和磁场都是________存在的特殊物质，都有能量. 电场 电荷 静电场 力的作用 客观 知识串讲 01 知识点7　电场强度 1．试探电荷与场源电荷. (1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为____________或____________. 试探电荷 检验电荷 (2)场源电荷：被检验的电场是由电荷Q所________的，电荷Q称为______________或__________. 激发 场源电荷 源电荷 知识串讲 01 2．电场强度. (1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的__________与它的____________的比值，叫作该点的电场强度. (2)定义式：E＝_____. (3)单位：牛每库(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__________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________和________的物理量，与试探电荷受到的静电力大小______. 静电力F 电荷量q 正电荷 强弱 方向 无关 知识串讲 01 知识点8　点电荷的电场、电场强度的叠加 1．点电荷的电场. 场源 (1)公式：E＝________. (2)方向：若Q为_____电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线______ Q；若Q为______电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线________Q. 试探 正 背离 负 指向 知识串讲 01 2．电场强度的叠加. (1)电场中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的_________.这种关系叫作电场强度的_______. 例如，图甲中P点的电场强度，等于点电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与点电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的__________. 矢量和 叠加 矢量和 知识串讲 01 (3)电场强度是_____，电场强度的叠加本质是______叠加，所以应该遵循________________. 矢量 矢量 平行四边形定则 均匀 该点 带电球体 知识串讲 01 知识点9　电场线、匀强电场 1．电场线. (1)定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的____________表示该点的电场强度方向. (2)特点： ①电场线从____________或____________出发，终止于__________或__________，是不闭合曲线. ②同一电场的电场线在电场中不______，因为电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向. 切线方向 正电荷 无限远 无限远 负电荷 相交 知识串讲 01 ③在同一幅图中，电场线的______反映了电场强度的大小，电场线________的地方电场强度越大. ④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而________的线. 疏密 越密 假想 知识串讲 01 2．匀强电场. (1)定义：电场强度的大小______、______相同的电场. (2)电场线特点：匀强电场的电场线可以用间隔相等的_________来表示. (3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场. 相等 方向 平行线 知识串讲 01 知识点10　静电平衡 1．静电感应现象：处于电场中的导体，由于________的作用，电荷出现__________的现象. 2．静电平衡状态：导体中(包括表面上)没有自由电荷____________的状态. 3．静电平衡状态的特征. (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强____________. (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面任何一点的场强方向必跟该点的切面________. 电场力 重新分布 定向移动 处处为零 垂直 知识串讲 01 4．导体上电荷的分布. (1)静电平衡下的导体________没有净电荷，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(单位面积的电荷量) __________，__________的位置几乎没有电荷. 知识点2　尖端放电、静电屏蔽和静电吸附 1．电离：导体尖端的电荷密度__________，附近的场强_________，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正、负电荷________的现象. 内部 外表面 越大 凹陷 很大 很强 分离 知识串讲 01 2．尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷_______，相当于导体从尖端失去电荷的现象. 3．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场强度_________，外电场对壳内不会产生影响. 中和 处处为零 4．尖端放电和静电屏蔽的应用及防止. (1)尖端放电. 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________，减少电能的损失. 避雷针 光滑 知识串讲 01 (2)静电屏蔽的应用. ①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通信电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰. ②电工高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业. (3)静电吸附：静电除尘、静电喷漆、静电复印都是静电吸附的应用. 方法模型归纳 02 一.三种起电方式 1．三种起电方式的比较. 方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 两种物体摩擦 带电体靠近导体 导体与带电体接触 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体与带电体带相同电性的电荷 起电本质 起电过程的实质都是原子核外的自由电子发生了转移，从而破坏了原子的电中性，得到电子的物体(或物体的一部分)带上负电荷，失去电子的物体(或物体的一部分)带上正电荷. 方法模型归纳 02 2．验电器. (1)带电体接触验电器：当带电体与验电器的金属球接触时，金属球带上电荷，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，带电体所带电荷量越多，两个金属箔片所带电荷量越多，斥力越大，张开的角度也越大. (2)带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷，两箔片在斥力作用下张开. 方法模型归纳 02 例1.将一束塑料包扎带一端打结，另一端撕成细条后，用手迅速捋细条，观察到细条散开了，如图所示．下列关于细条散开现象的分析中，正确的是 (　　) A．撕成细条后，由于所受重力减小，细条自然松散 B．撕成细条后，由于空气浮力作用，使细条散开 C．用手迅速捋细条时，由于感应起电，细条带同种 电荷，相互排斥散开 D．用手迅速捋细条时，由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开 【答案】D 方法模型归纳 02 变式1　如图所示，第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时，发现验电器的金属箔片C张开一定的角度；第二次用带正电的金属球A与验电器的金属球B接触一下，同样金属箔片C张开一定角度，分析这两次过程中 (　　) A．第一次金属球B带正电荷，金属箔片C带负电荷 B．第一次金属球B带负电荷，金属箔片C带正电荷 C．第二次金属球B带正电荷，金属箔片C带负电荷 D．第二次金属球B带负电荷，金属箔片C带正电荷 【答案】B 方法模型归纳 02 起电的本质 起电的本质是电子发生了转移，构成物质的原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成．一般情况下，原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，整个原子显电中性．起电过程的实质都是使电子发生了转移，从而破坏了原子的电中性，得到电子的物体(或物体的一部分)带上负电荷，失去电子的物体(或物体的一部分)带上正电荷． 方法模型归纳 02 二.电荷守恒定律的理解及应用 1．“中性”与“中和”的理解． (1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性． (2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相接触达到电中性的过程． 方法模型归纳 02 2．守恒的广泛性． 任何电现象都不违背电荷守恒定律．如：一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变． 3．两金属导体接触后电荷量的分配规律． (1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少． 方法模型归纳 02 方法模型归纳 02 例2.有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是 (　　) A．接触前，A、B一定带异种电荷 B．接触前，A、B可能带同种电荷 C．接触前，A球一定不带任何电荷 D．接触后，A球一定带电 【答案】D 方法模型归纳 02 变式2　(多选)半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开.这时，A、B两球的电荷量之比为 (　　) A．2∶3 B．3∶2 C．2∶1 D．1∶2 【答案】AC 方法模型归纳 02 方法模型归纳 02 三.库仑定律的理解和应用 1．两个点电荷间的库仑力. 两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，即作用力与反作用力总是等大反向，而不是质量大、电荷量大的作用力大. 2．两个带电球体间的库仑力. (1)两个外形规则、带电均匀的球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定律，球心间的距离就是二者的距离. 方法模型归纳 02 方法模型归纳 02 1．库仑力作用下的平衡问题. (1)对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的静电力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的静电力的矢量和. (2)电荷间的单独作用符合库仑定律，求各静电力的矢量和时应用平行四边形定则. 方法模型归纳 02 2．点电荷的平衡规律. (1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反. (2)规律： “三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”——正负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷. 方法模型归纳 02 【答案】A 方法模型归纳 02 变式3.　(多选)关于库仑定律，下列说法正确的是 (　　) A．库仑定律适用于点电荷，体积很大的带电体都不能看作点电荷 B．根据库仑定律，当两个带电体间的距离r→0时，库仑力将趋向无穷大 C．库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比的定律 D．静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2 【答案】CD 方法模型归纳 02 例4　(2024年惠州期中)如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处带负电的点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是 (　　) A．A带正电，QA∶QB＝1∶4 B．A带负电，QA∶QB＝1∶4 C．A带正电，QA∶QB＝1∶8 D．A带负电，QA∶QB＝1∶8 【答案】C 方法模型归纳 02 变式4　把质量为2.0 g的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，若将电荷量为Q＝4.0×10－6 C的带电小球B靠近小球A，如图所示．当两个带电小球在同一高度相距30 cm时，绳与竖直方向恰成45°角．g取10 m/s2， 求：(小球A、B可看成点电荷，静电力常量 k＝9.0×109 N·m2/C2) (1)A球所受的库仑力大小； (2)A球所带的电荷量． 方法模型归纳 02 【答案】(1)0.02 N　(2)5×10－8 C 方法模型归纳 02 四.电场强度的理解和计算 1．电场的性质． (1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关．电场中不同的地方，电场强度一般是不同的． (2)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反． 方法模型归纳 02 方法模型归纳 02 方法模型归纳 02 例4.　在真空中的O点放一个电荷量Q＝＋1.0×10－9 C的点电荷，直线MN通过O点，O、M的距离r＝30 cm，M点放一个电荷量q＝－1.0×10－10 C的试探电荷，如图所示．(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2)求： (1)试探电荷在M点受到的作用力； (2)M点的场强； (3)拿走试探电荷后M点的场强； (4)拿走试探电荷后，M、N两点的场强哪个大？ 方法模型归纳 02 【答案】(1)10－8 N，方向由M指向O　(2)100 N/C，方向由O指向M　(3)100 N/C，方向由O指向M　(4)M 方法模型归纳 02 变式4.在一正交直角坐标系的坐标原点O处有一带正电的点电荷，x轴上0.1 m处放一试探电荷，其受力与电荷量的关系如图所示.y轴上有一点b，其场强为1 N/C，则b点的坐标为 (　　) A．(0，0.1 m) B．(0，0.2 m) C．(0，0.3 m) D．(0，0.4 m) 【答案】C 方法模型归纳 02 五.电场的叠加 1．电场叠加原理． 如果场源是多个点电荷，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．这种关系叫电场的叠加原理． 2．形成原理． 如果在空间中有几个点电荷同时存在，这时在空间的某一点的电场强度等于各个点电荷单独存在时，在该点产生的电场强度的矢量和，形成合电场． 方法模型归纳 02 3．电场叠加的一般方法． 电场叠加遵循矢量的叠加法则——平行四边形定则，还可以使用矢量三角形法，正交分解法等．利用电场的叠加原理，理论上可计算任意带电体在任意点的电场强度． 4．求电场强度的几种特殊方法． (1)对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，都可采用对称法求解． 方法模型归纳 02 (2)微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量． (3)等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单或者熟悉的电场情景，在本章易错题归纳中的丢分题3就运用了等效法． 方法模型归纳 02 例5.　直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示．M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小和方向分别为 (　　) 方法模型归纳 02 变式5　如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103 N/C．在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆，圆周上取A、B两点，AO连线沿E方向，BO⊥AO，在圆心O处放一电荷量为10－8 C的正点电荷．则A处场强大小EA为多少？B处场强的大小EB为多少？ 方法模型归纳 02 【答案】0　1.27×104 N/C 方法模型归纳 02 对称法解电场叠加 方法模型归纳 02 【答案】A 方法模型归纳 02 变式6.(2024年佛山模拟)如图，四根彼此绝缘带电导体棒围成一个正方形线框(忽略导体棒的形状大小)，线框在正方形中心O点产生的电场强度大小为E0，方向竖直向下；若仅撤去导体棒C，则O点场强大小变为E1，方向竖直向上，则若将导体棒C叠于A棒处，则O点场强大小变为 (　　) A．E1－E0 B．E1－2E0 C．2E1＋E0 D．2E1 【答案】C 方法模型归纳 02 割补法解电场叠加 将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍.计算均匀带电体某点产生的电场强度一般应用补偿法或微元法. 方法模型归纳 02 例7.(2024年安庆期中)在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列，其中A点的小球带电荷量为－3q，其余小球带电荷量为＋q，此时圆心O点的电场强度大小为E，现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度为 (　　) 【答案】D 方法模型归纳 02 【答案】B 方法模型归纳 02 微元法的应用 微元法是将研究对象或物理过程分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再将“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理，进而使问题得以求解. 方法模型归纳 02 例8.　(2024年南阳期中)如图所示，半径为R的带电荷量为＋Q的绝缘圆环，圆心为O，电荷量均匀分布.A、B、C为圆环的三等分点，OD＝2R.现将A、B两处长为Δl的电荷取走，D点放置一电荷量为q的点电荷，O处电场强度恰好为0，则 (　　) 【答案】C 方法模型归纳 02 等效法的应用 例9.　经过探究发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场(如图甲所示)与等量异种点电荷之间的电场分布(如图乙所示)完全相同.如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中 (　　) 方法模型归纳 02 A．小球做匀速直线运动 B．小球先做减速运动后做加速运动 C．小球做匀变速运动 D．以上说法都不正确 【答案】A 方法模型归纳 02 六.电场线的理解及应用 1．点电荷的电场线． 同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等．实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同． 方法模型归纳 02 电场线的特点. 方法模型归纳 02 2．等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较. 方法模型归纳 02 例10.　(多选)生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场.电场线分布如图所示，M、N为电场中的点，下列说法正确的是 (　　) A．鱼的头部带负电 B．鱼的头部带正电 C．M点电场强度大于N点电场强度 D．M点电场强度小于N点电场强度 【答案】BC 方法模型归纳 02 变式8.　(2022年广州六中检测)把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况，则 (　　) 　　 方法模型归纳 02 A．由图甲可知，电场线是真实存在的 B．图甲中，没有头发屑的地方没有电场 C．图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度 D．在图乙电场中A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点 【答案】C 方法模型归纳 02 变式9.某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是 (　　) A．c点的电场强度大于b点的电场强度 B．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 C．b点的电场强度大于d点的电场强度 D．a点和b点的电场强度方向相同 【答案】C 方法模型归纳 02 七.静电平衡的理解和应用 1．静电平衡的实质：在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的持续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止. 2．静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0． 方法模型归纳 02 3．静电平衡状态的特点. (1)处于静电平衡状态下的导体的特点： ①导体内部某处感应电荷产生的场强E′与周围原电场场强E大小相等，方向相反，两者相互抵消，导体内部合场强E合处处为零，但导体表面的电场强度不为零. ②电场线与导体表面垂直. (2)静电平衡状态下的导体的电荷分布特点： ①净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷. 方法模型归纳 02 ②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异，如图甲所示. ③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示. 方法模型归纳 02 1．“远近观”法：处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近和较远的两端感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分因感应电荷较少，可认为无感应电荷产生，如图甲所示. 方法模型归纳 02 2．“整体观”法：当两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”法判断它们的带电情况，如有些问题所提到的“用手触摸某导体”，其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体.不要认为导体内部没有电荷，用导线连接带电体内部时，小球Q就不带电，其实它们连接后就已成为一个整体，故小球通过导线得到了电荷，如图乙所示. 方法模型归纳 02 例11.　(多选)如图所示，距离不带电导体的左端R处有电荷量为q 的正点电荷，导体内有距离为L 的A、B两点，其中A点离导体棒左端也为L，已知静电力常量为k.当导体棒达到静电平衡后 (　　) 【答案】CD 方法模型归纳 02 变式10　如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内表面和空腔中的两点，则 (　　) A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零 C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零 D．a、b两点的电场强度都不为零 【答案】A 方法模型归纳 02 例12.一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为 (　　) A．QA＝10－8 C，QB＝10－8 C B．QA＝2×10－8 C，QB＝0 C．QA＝0，QB＝2×10－8 C D．QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8 C 【答案】B 方法模型归纳 02 变式11.　小明同学学习了静电除尘之后，走进物理实验室制做了一个静电除尘装置.在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片，把它们分别跟静电起电机的两极相连.实验时，在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕.然后当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕.关于以上实验说法正确的是 (　　) 方法模型归纳 02 A．室内的空气湿度越大，实验效果越好 B．锯条换成同宽度的金属直尺效果更好 C．起电机摇动前，需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功 D．若锯条接电源负极，金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面 【答案】D 方法模型归纳 02 八.静电屏蔽 1．静电屏蔽的实质． 静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场与外加电场的矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零． 方法模型归纳 02 2．静电屏蔽的两种情况． 比较 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部 图示 方法模型归纳 02 比较 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部 实现 过程 因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用 当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用 方法模型归纳 02 比较 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部 最终 结论 导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响 本质 静电感应与静电平衡，做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体 方法模型归纳 02 例13.(多选)如图所示，市场上有一种仪器叫作“纺织物摩擦带电荷量测试仪”，用于测量防静电服面料所带电荷量．该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离．测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带的电荷量．在外筒接地开关S闭合的情况下，下面说法正确的是 (　　) 方法模型归纳 02 A．内筒的内壁不带电 B．内筒的外壁不带电 C．外筒的内壁不带电 D．外筒的外壁不带电 【答案】AD 方法模型归纳 02 A　　　　 　　　　B C　　　　　　 　　D 变式12.　如图所示，A是带正电的物体，B是金属网，C是原来不带电的金箔验电器，能使验电器的金箔张开的是 (　　) 【答案】C 方法模型归纳 02 九.静电力作用下的平衡 1．解决库仑力作用平衡问题的思路. 方法模型归纳 02 方法模型归纳 02 例13.如图，在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b，两球同时释放瞬间，a球的加速度刚好为零，则下列关于a、b的电性及初始位置，符合要求的是 (　　) A B C D 【答案】B 方法模型归纳 02 【答案】C 方法模型归纳 02 十.静电力作用下的加速问题 静电力作用下加速问题的解题思路. 该类问题的分析方法与力学中加速问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多分析一个静电力.具体步骤如下. 方法模型归纳 02 【答案】A 方法模型归纳 02 变式13.　质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为＋q.在C球上施加一个水平向右的恒力F之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，F的作用线的反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点，如图所示.已知静电力常量为k，下列说法正确的是(　　) 【答案】C 巩固提升 03 1．如图，用一根丝绸摩擦过的玻璃棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指迅速接触一下验电器小球a，然后拿开玻璃棒，验电器小球a和金箔b的带电情况是 (　　) A．手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，a不带电、b带正电 B．手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，a、b均带正电 C．拿开玻璃棒后a、b带负电 D．拿开玻璃棒后a带负电，b带正电 【答案】C 巩固提升 03 2．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开 (　　) A．此时A带正电，B带负电 B．此时A带正电，B带正电 C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 【答案】C 巩固提升 03 3．如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是 (　　) A．速度变大，加速度变大 B．速度变小，加速度变小 C．速度变大，加速度变小 D．速度变小，加速度变大 【答案】C 巩固提升 03 4．(多选)(2024年信阳月考)水分子120°的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性.如图所示，一个水分子中氧原子(O)与氢原子(H)分布在竖直平面内等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A．已知氢原子带正电，氢原子电荷量为q，氧原子带负电，氧原子所带电荷量为氢原子电荷量的2倍，等腰三角形的腰长为L.下列说法正确的是 (　　) 【答案】AC 巩固提升 03 5．在光滑绝缘水平面上固定一正电荷，以正电荷为圆心，在半径为r的圆周上均匀分布三个带电荷量为q、均可视为点电荷的负电荷.已知静电力常量为k.若这三个负电荷恰好受力平衡，则正电荷对任意一个负电荷的库仑力大小为 (　　) 【答案】C 巩固提升 03 6．(2024年佛山月考)有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度图像如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的 (　　) 【答案】B A B C D 巩固提升 03 7.　(2024年三明期末)如图所示，光滑绝缘竖直杆位于等量异种点电荷连线的中垂线上.一穿在杆上的带正电小球，沿A→O→B下滑，则杆对带电小球作用力分析正确的是 (　　) A．先变小后变大，方向水平向左 B．先变小后变大，方向水平向右 C．先变大后变小，方向水平向左 D．先变大后变小，方向水平向右 【答案】C 巩固提升 03 8．(2023年广州期末)在科技馆的静电体验区，当人进入一个金属笼后，用特斯拉线圈产生200多万伏的高压，与金属笼之间发生火花放电，但人在金属笼内是非常安全的.在火花放电过程中 (　　) A．笼体不带电荷 B．金属笼内部场强为零 C．人与金属笼内壁接触会发生触电 D．人和笼体带同种电荷 【答案】B 巩固提升 03 9．(2024年北京师范大学静海附属学校期中)如图所示为《加油，向未来》 某期科普节目中神奇的“闪电”实验现场，一辆汽车停在舞台中央，汽车左右两边有两个穿着金属防护服的实验员，高压电源接通后，实验员之间产生了高压静电场，但是汽车里的人毫发无损，下列说法正确的是 (　　) A．车内电场强度处处为零 B．车体外表面电场强度处处为零 C．感应电荷均匀分布在车体的外表面 D．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零 【答案】A 巩固提升 03 10.如图甲中，MN为很大的薄金属板(可理解为无限大)，金属板原来不带电.在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布.P是点电荷右侧与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现很难.几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道： 巩固提升 03 图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案(答案中k为静电力常量)，其中正确的是 (　　) 【答案】A 巩固提升 03 11．(2024年广州期中)如图，用长度不等的绝缘线将带电小球A、B悬挂起来，两线与竖直方向的夹角分别是θ1、θ2，两个质量分别是m1、m2，所带电荷量分别为q1、q2，两小球恰在同一水平线上，则下列说法正确的是 (　　) A．若m1>m2，则θ1>θ2 B．若m1<m2，则θ1>θ2 C．若q1＝q2，则θ1＝θ2 D．若q1<q2，则θ1>θ2 【答案】B 巩固提升 03 12．(2024年汕头段考)如图所示，ACB为固定在竖直面内的光滑绝缘半圆形轨道，在圆心O处固定一带正电的点电荷Q.另有一带正电荷的小球且可视为质点静止在最低点C．现给小球施加一水平向右的外力F，使小球沿轨道缓慢地向上移动，对此过程，下列说法正确的是 (　　) A．小球所受库仑力恒定 B．外力F先减小后增大 C．小球合外力逐渐增大 D．小球对轨道的压力逐渐增大 【答案】D 巩固提升 03 13．(2024年汕头期末)两个完全相同的质量都为m、带等量电荷的小球A、B分别用等长的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，已知小球B带负电，此时两球相距为l，细线与竖直方向夹角均为θ＝45°.若外加水平向左的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求： (1)A球的电性及所带的电荷量Q； (2)外加匀强电场的场强E的大小. 方法模型归纳 02 课堂小结 课堂小结 k　 相同金属球接触的电荷分配 1．用电荷量是Q的金属球与不带电的金属球接触后，两小球均带的电荷量，电性与原带电金属球电性相同． 2．用带电荷量Q1与带电荷量Q2的金属球接触再分开，则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半，即Q1′＝Q2′＝，电性与两球原来所带电荷总量的电性相同． 【解析】(1)对A进行受力分析，如图所示，则 F库＝mg·tan 45°＝0.02 N. (2)由F库＝得 qA＝＝ C＝5×10－8 C． 2．E＝与E＝k的比较． 公式 E＝ E＝k 本质区别 定义式 决定式 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 q或Q 的意义 q表示引入电场的检验(试探)电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量 公式 E＝ E＝k 关系 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关 E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ 【解析】(1)由库仑定律知，静电力F＝＝10－8 N，方向由M指向O. (2)M点的场强E＝＝100 N/C，方向由O指向M. (3)M点的场强与试探电荷无关，由场源电荷决定，即E＝100 N/C，方向由O指向M. (4)根据E＝知，M点离场源电荷近，电场强度大． A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向 C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向 答案：B 【解析】根据点电荷电场强度的公式E＝，可得点电荷在圆周上各点产生电场强度的大小E1＝9×103 N/C，方向沿半径向外，故在A点匀强电场与点电荷产生的场强等大、反向，因此EA＝0；在B点，根据平行四边形定则，如图所示，EB＝E1≈1.27×104 N/C，方向与水平方向成45°角斜向右下． 类型 等量异种点电荷 等量同种(正)点电荷 电场线分布图 连线上的场强大小 O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大 O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大 中垂线上的场强大小 O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小 O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小 $$