内容正文:
2025-2026学年度第一学期高二期末易错点
——电场力的性质部分
易错点一:元电荷与点电荷
基本概念辨析
元电荷:电荷的多少叫电荷量,通常把C的电荷量叫作元电荷。
点电荷:当带电体本身的形状和大小及电荷分布状况对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
典型例题
例1:下列说法正确的是( )
A. 物体所带的电荷量的数值可以为任意实数
B. 只有体积很小的电荷,才可以被看作点电荷
C. 点电荷是一个理想化模型,实际上是并不存在的
D. 元电荷,就是带电量为1C的电荷
【答案】C
【解析】物体带电的本质是得失电子,因此所带电荷量的数值必须是元电荷电荷量C的整数倍,故A、D错误;点电荷是一个理想化的模型,只要带电体的体积与所研究的问题的尺度相比可以忽略,其就可以被看作点电荷,故B错误,C正确。
巩固训练
1、多选 关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是( )
A. 点电荷是一种理想化的模型
B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍
C. 点电荷所带电荷量一定最小
D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
【答案】AB
【解析】点电荷是一种理想化的物理模型,其带电荷量并不一定是最小的,元电荷又称“基本电荷量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,任何带电体所带电荷量都是的整数倍,检验电荷是用来检验电场是否存在的点电荷,故点电荷、元电荷、检验电荷不是同一种物理模型,所以、正确,、错误。
易错点二:库仑定律的使用
基本概念辨析
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正比,与它们的距离的平方 成反比,作用力的方向在它们的连线上。
易错点:具体问题中,电荷能否被看成是点电荷。不能死套公式,不看条件。
典型例题
例2:如图,两个质量分布均匀、质量均为的金属球壳与固定于绝缘支座上,两球心间的距离为。它们带等量异种电荷,其电荷量的绝对值均为,那么、两球之间的万有引力、库仑力分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】质量均匀的物体,可以认为其质量集中在球心位置,但是,当两个带电球体之间的距离并不满足比球体直径大很多时,带电球不能被看作点电荷,故库仑定律不能贸然使用,故D正确。
巩固训练
2、放在绝缘支架上的两个相同金属球相距为,球的半径比小得多,所带电荷量分别为和,相互作用力为。现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互作用力将变为( )
A. 引力且大小为 B. 斥力且大小为
C. 斥力且大小为 D. 斥力且大小为
【答案】B
【解析】由库仑定律知,两球接触前相互作用力。两球接触后,电荷先中和再平分,每个金属球带电荷量均为,此时两球间的相互作用力,因同种电荷相互排斥,则两球间的相互作用力变为斥力,故选。
易错点三:电场强度的定义式与点电荷的场强公式
基本概念辨析
电场强度 定义式:_ _ _ _ _ _ _ _ ,单位:或_ _ _ _ _ _ 。
方向:规定_ _ _ _ _ _ 在电场中某点所受静电力的方向为该点的电场强度方向。
点电荷的电场强度:,适用于计算真空中的_ _ _ _ _ _ 产生的电场。
典型例题
例3:下列说法中正确的是( )
A. 由知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B. 电场中某点的电场强度等于,但与试探电荷的受力大小及带电荷量无关
C. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向
D. 公式和对任何静电场都是适用的
【答案】B
【解析】电场强度是描述电场力的性质的特征量,与试探电荷无关,故A错误,B正确;规定正的试探电荷的受力方向为该点电场强度的方向,故C错误;只适用于点电荷产生的电场,故D错误。
巩固训练
3、如图甲所示,在一个点电荷形成的电场中,坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上、两点的坐标分别为和。放在、两点的试探电荷受到的静电力方向都跟轴的正方向相同,静电力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像分别如图乙中图线、所示,放在点的电荷带正电,放在点的电荷带负电。求:
(1) 点的电场强度的大小和方向;
(2) 试判断点电荷的电性,并说明理由;
(3) 点电荷的位置坐标。
【答案】(1) 见解析
(2) 见解析
(3) 见解析
【解析】
(1) 由可知,两图线的斜率分别表示、两点的场强大小,点的电场强度大小是,因放入点的是负电荷,静电力方向与规定的轴的正方向相同,故点场强方向应指向轴负方向。
(2) 由第(1)问的分析可知,点的电场强度大小是,方向指向轴正方向。故点电荷应位于、两点之间,且是负电荷。
(3) 设点电荷的坐标为,点电荷的电场强度表达式,两点场强关系满足,解得舍去。
易错点4:场叠加问题
基本概念辨析
当空间有几个带电体同时存在时,它们的电场互相叠加,形成合电场,这时某点的场强就等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的矢量和。
等量同种电荷的电场线和等量异种电荷的电场线分布特征:
典型例题
例4:叠加法多选 如图所示,真空中、、、四点共线且等距。先在点固定一带正电的点电荷,测得点场强大小为。若再将另一点电荷放在点时,点场强大小为。则在点放入电荷后,点的场强大小可能是 ( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】设相邻两点的间距为,则只放点电荷时,点的场强,此时在点产生的场强为,若再将另一点电荷放在点时,点场强大小为,若带负电,在点形成电场的电场强度为,则此时点的场强为;若带正电,则点的合场强方向向左,则,即,则此时点的场强为,故选、。
例5 对称法如图所示,一圆环上均匀分布着电荷,在垂直于圆盘且过圆心的轴线上有、、三个点,和、和、和间的距离均为,在点处有一电荷量为的固定点电荷,已知点处的场强为零,静电力常量为,则点处场强为( )
A. 水平向左 B. 水平向右
C. 水平向左 D. 水平向右
【答案】D
【解析】电荷量为的点电荷在点处产生的电场强度大小为,而点处的场强为零,则圆盘在此处产生的电场强度大小也为。由对称性可知圆盘在点处产生的电场强度大小仍为,而电荷量为的点电荷在点处产生的电场强度大小为,由于两者在点处产生的电场强度方向相同,所以点处合场强大小为,方向水平向右,故正确,、、错误。
例6 等效法为足够大的不带电的金属板,在其右侧水平距离为的位置放一个电荷量为的点电荷,金属板右侧空间的电场分布如图甲所示,点是金属板表面上与点电荷距离为的一点。几位同学想求出点的电场强度大小,但发现问题很难,经过研究,他们发现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。图乙中是两等量异种点电荷的电场线分布,其电荷量的大小均为,它们之间的距离为,虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别对甲图P点的电场强度方向和大小作出以下判断,其中正确的是(静电力常量为)( )
A. 方向沿点和点电荷的连线向左,大小为
B. 方向沿点和点电荷的连线向左,大小为
C. 方向垂直于金属板向左,大小为
D. 方向垂直于金属板向左,大小为
【答案】C
【解析】由题意可知,从题图乙可以看出,点处的电场方向为水平向左;由题图乙可知,带等量异种电荷的两点电荷在点电场的叠加情况,其场强大小为,故选项正确。
例7:如图所示,两个等量异种点电荷分别位于、两点,、是连线上的两点,且。下列说法正确的是 ( )
A. 点电场强度比点电场强度大
B. 点电势与点电势相等
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,点电场强度大小也变为原来的2倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,、两点间电势差不变
【答案】C
【解析】两等量异种点电荷电场线如图所示,由对称性可知点的电场强度与点的电场强度相同,错误。沿电场线方向电势降低,点的电势高于点的电势,错误。设两点电荷的电荷量大小均为,、间的距离为,、间的距离为,由电场强度叠加原理可得,点的电场强度大小,当时,,正确。、两点间每个位置的电场强度均变为电荷量变化前的2倍,则、两点间的电势差也变为变化前的2倍,错误。
巩固训练
4、如图所示,、两点固定两个等量的正点电荷,现在其连线中垂线上的点放一个负点电荷(不计重力),并由静止释放后,下列说法中正确的是( )
A. 负点电荷在从点到点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大
B. 负点电荷在从点到点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C. 负点电荷运动到点时加速度为零,速度达最大值
D. 负点电荷越过点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零
【答案】C
【解析】在两个等量的正点电荷连线中垂线上段电场方向为,负点电荷从点到点运动的过程中,受到的静电力的方向为,速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定,电场强度大小变化情况不确定,则负点电荷所受静电力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断,故、错误;点场强为零,加速度为0,速度达到最大值,故正确;根据电场线的对称性可知,越过点后,负点电荷做减速运动,加速度的变化情况无法判断,故错误。
5、如图所示,以点为圆心的圆上有、、三点。、、三点将圆三等分,其中、的连线水平。在、两点各固定一个电荷量为的点电荷,在点固定一个电荷量为的点电荷。圆的半径为,静电力常量为,则点的电场强度为( )
A. 零 B. 大小为,方向竖直向上
C. 大小为,方向竖直向下 D. 大小为,方向竖直向下
【答案】C
【解析】、、三点的点电荷在点产生的电场强度大小均为,根据对称性和几何关系可知,、两点的点电荷在点产生的合电场强度大小为,方向竖直向下,点的点电荷在点产生的电场强度大小为,方向竖直向下,所以点的电场强度大小为,方向竖直向下。故选。
6、如图所示,、两点处分别固定有等量异种点电荷和,是线段的中点,是的中点,是的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在、、点,它所受的静电力分别为、、,则下列说法中正确的是( )
A. 、、的方向都是水平向右
B. 、的方向水平向右,的方向竖直向上
C. 、的方向水平向右,
D. 、、的大小都相等
【答案】A
【解析】根据场强叠加原理,等量异种点电荷连线及中垂线上的场强方向相同,可知、、三点场强方向都是水平向右,正点电荷在各点受静电力方向与场强方向相同可得到 正确,、错误;连线上场强由 点到 点先减小后增大,中垂线上由 点到无穷远处逐渐减小,因此 点场强是连线上最小的(但不为0),是中垂线上最大的,故,故 错误。
易错点5:电场线和运动轨迹问题
典型例题
例8 多选 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,、是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A. 带电粒子的受力方向
B. 带电粒子所带电荷的电性
C. 带电粒子在、点的速度何处较大
D. 带电粒子在、两点的加速度何处较大
【答案】ACD
【解析】由轨迹弯曲情况,可知静电力应沿电场线向左,但因不知电场线方向,故场源点电荷及带电粒子所带电荷性质均不能确定,故正确,错误。粒子从点运动到点(也可分析从点运动到点的情形)的速度方向与静电力方向夹角大于 ,故速度减小,即粒子在点的速度大于在点的速度,由电场线的疏密可知,点的电场强度大,则粒子在点受力大,加速度大,故、正确。
巩固训练
7、如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A.该电场有可能由负点电荷形成
B.带电粒子一定是从P向Q运动
C.带电粒子在P点时的速度小于在Q点时的速度
D.带电粒子在P点时的加速度大于在Q点时的加速度
【答案】D
【解析】带电粒子做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向向右,电场线方向向左,故该电场有可能是由正电荷形成,故A错误;带电粒子有可能是从向运动,也有可能是从向运动,故B错误;若带电粒子从运动到,电场力做负功,动能减小,即带电粒子在点时的速度大于在点时的速度,C错误。由电场线疏密可知,点场强比点场强大,所以带电粒子在点的电场力大,则带电粒子在点的加速度大,D正确;
故选D。
8、如图1,、是某电场中一条电场线上的两点,一个负电荷从点由静止释放,仅在静电力的作用下从点运动到点,其运动的图像如图2所示。则、点附近的电场线分布情况可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题图2可知,负电荷从 点由静止释放,做加速度逐渐减小的加速运动,由于只受静电力作用,因此从 点到 点电场强度越来越小,故、错误;根据负电荷做加速运动可知,从 点到 点的电场方向与电荷运动方向相反,故 错误,正确。
学科网(北京)股份有限公司
$
2025-2026学年度第一学期高二期末易错点
——电场力的性质部分
易错点一:元电荷与点电荷
基本概念辨析
元电荷:电荷的多少叫电荷量,通常把C的电荷量叫作元电荷。
点电荷:当带电体本身的形状和大小及电荷分布状况对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
典型例题
例1:下列说法正确的是( )
A. 物体所带的电荷量的数值可以为任意实数
B. 只有体积很小的电荷,才可以被看作点电荷
C. 点电荷是一个理想化模型,实际上是并不存在的
D. 元电荷,就是带电量为1C的电荷
巩固训练
1、多选 关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是( )
A. 点电荷是一种理想化的模型
B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍
C. 点电荷所带电荷量一定最小
D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
易错点二:库仑定律的使用
基本概念辨析
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正比,与它们的距离的平方 成反比,作用力的方向在它们的连线上。
易错点:具体问题中,电荷能否被看成是点电荷。不能死套公式,不看条件。
典型例题
例2:如图,两个质量分布均匀、质量均为的金属球壳与固定于绝缘支座上,两球心间的距离为。它们带等量异种电荷,其电荷量的绝对值均为,那么、两球之间的万有引力、库仑力分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
巩固训练
2、放在绝缘支架上的两个相同金属球相距为,球的半径比小得多,所带电荷量分别为和,相互作用力为。现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互作用力将变为( )
A. 引力且大小为 B. 斥力且大小为
C. 斥力且大小为 D. 斥力且大小为
易错点三:电场强度的定义式与点电荷的场强公式
基本概念辨析
电场强度 定义式:_ _ _ _ _ _ _ _ ,单位:或_ _ _ _ _ _ 。
方向:规定_ _ _ _ _ _ 在电场中某点所受静电力的方向为该点的电场强度方向。
点电荷的电场强度:,适用于计算真空中的_ _ _ _ _ _ 产生的电场。
典型例题
例3:下列说法中正确的是( )
A. 由知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B. 电场中某点的电场强度等于,但与试探电荷的受力大小及带电荷量无关
C. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向
D. 公式和对任何静电场都是适用的
巩固训练
3、如图甲所示,在一个点电荷形成的电场中,坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上、两点的坐标分别为和。放在、两点的试探电荷受到的静电力方向都跟轴的正方向相同,静电力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像分别如图乙中图线、所示,放在点的电荷带正电,放在点的电荷带负电。求:
(1) 点的电场强度的大小和方向;
(2) 试判断点电荷的电性,并说明理由;
(3) 点电荷的位置坐标。
易错点4:场叠加问题
基本概念辨析
当空间有几个带电体同时存在时,它们的电场互相叠加,形成合电场,这时某点的场强就等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的矢量和。
等量同种电荷的电场线和等量异种电荷的电场线分布特征:
典型例题
例4:叠加法多选 如图所示,真空中、、、四点共线且等距。先在点固定一带正电的点电荷,测得点场强大小为。若再将另一点电荷放在点时,点场强大小为。则在点放入电荷后,点的场强大小可能是 ( )
A. B. C. D.
例5 对称法如图所示,一圆环上均匀分布着电荷,在垂直于圆盘且过圆心的轴线上有、、三个点,和、和、和间的距离均为,在点处有一电荷量为的固定点电荷,已知点处的场强为零,静电力常量为,则点处场强为( )
A. 水平向左 B. 水平向右
C. 水平向左 D. 水平向右
例6 等效法为足够大的不带电的金属板,在其右侧水平距离为的位置放一个电荷量为的点电荷,金属板右侧空间的电场分布如图甲所示,点是金属板表面上与点电荷距离为的一点。几位同学想求出点的电场强度大小,但发现问题很难,经过研究,他们发现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。图乙中是两等量异种点电荷的电场线分布,其电荷量的大小均为,它们之间的距离为,虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别对甲图P点的电场强度方向和大小作出以下判断,其中正确的是(静电力常量为)( )
A. 方向沿点和点电荷的连线向左,大小为
B. 方向沿点和点电荷的连线向左,大小为
C. 方向垂直于金属板向左,大小为
D. 方向垂直于金属板向左,大小为
例7:如图所示,两个等量异种点电荷分别位于、两点,、是连线上的两点,且。下列说法正确的是 ( )
A. 点电场强度比点电场强度大
B. 点电势与点电势相等
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,点电场强度大小也变为原来的2倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,、两点间电势差不变
巩固训练
4、如图所示,、两点固定两个等量的正点电荷,现在其连线中垂线上的点放一个负点电荷(不计重力),并由静止释放后,下列说法中正确的是( )
A. 负点电荷在从点到点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大
B. 负点电荷在从点到点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C. 负点电荷运动到点时加速度为零,速度达最大值
D. 负点电荷越过点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零
5、如图所示,以点为圆心的圆上有、、三点。、、三点将圆三等分,其中、的连线水平。在、两点各固定一个电荷量为的点电荷,在点固定一个电荷量为的点电荷。圆的半径为,静电力常量为,则点的电场强度为( )
A. 零 B. 大小为,方向竖直向上
C. 大小为,方向竖直向下 D. 大小为,方向竖直向下
6、如图所示,、两点处分别固定有等量异种点电荷和,是线段的中点,是的中点,是的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在、、点,它所受的静电力分别为、、,则下列说法中正确的是( )
A. 、、的方向都是水平向右
B. 、的方向水平向右,的方向竖直向上
C. 、的方向水平向右,
D. 、、的大小都相等
易错点5:电场线和运动轨迹问题
典型例题
例8 多选 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,、是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A. 带电粒子的受力方向
B. 带电粒子所带电荷的电性
C. 带电粒子在、点的速度何处较大
D. 带电粒子在、两点的加速度何处较大
巩固训练
7、如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A.该电场有可能由负点电荷形成
B.带电粒子一定是从P向Q运动
C.带电粒子在P点时的速度小于在Q点时的速度
D.带电粒子在P点时的加速度大于在Q点时的加速度
8、如图1,、是某电场中一条电场线上的两点,一个负电荷从点由静止释放,仅在静电力的作用下从点运动到点,其运动的图像如图2所示。则、点附近的电场线分布情况可能是( )
A. B.
C. D.
学科网(北京)股份有限公司
$