第7章 第1节 电场的力的性质-【高考零起点】2026年新高考物理总复习教用课件（艺考）

该高中物理高考复习课件聚焦“电场的力的性质”专题，依据高考评价体系梳理了电荷守恒、库仑定律、电场强度、电场线分布等核心考点，通过近五年真题分析明确库仑力计算（占30%）、电场平衡问题（占25%）等高频考点，归纳轨迹分析、场强叠加等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题引领+模型建构+科学推理”策略，如以2023全国甲卷电子运动轨迹题、2024新课标卷电场平衡题为例，运用点电荷模型和受力分析推理，培养科学思维素养。特设易错点警示（如库仑定律适用条件）和答题模板，助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准指导复习。

第七章　静电场 第一节　电场的力的性质 生物 1 目 录 ONTENTS C [典例精析] [知识梳理] [巩固练习] 生物 2 知 识 梳 理 生物 3 知识点一　电荷 1.自然界中只存在正、负两种电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 2.最小电荷叫做元电荷，任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，元电荷所带电荷量e=1.6×10－19 C。 3.在研究问题时，如果带电体的大小和形状可以忽略不计，则这样的带电体叫做点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型。 返回 第一节　电场的力的性质 4 4.使物体带电也叫做起电，使物体带电的方法有三种：(1)摩擦起电；(2)接触起电；(3)感应起电。 5.电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷总量不变，这叫做电荷守恒定律。 6.库仑定律是指真空中的两个点电荷Q1和Q2，它们之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离(r)的平方成反比，即F=k(k=9.0×109 N·m2/C2)。 7.库仑定律只适用于真空中的点电荷。 返回 第一节　电场的力的性质 5 知识点二　电场 1.电场是一种物质，它存在于带电体的周围，电荷间的作用是通过电场发生的。 2.电场最基本的性质是对放入其中的电荷产生力的作用。 3.电场强度简称场强(E)，是指电场中的电荷所受到的电场力(F)与本身带电荷量(q)之间的比值E=(单位：N/C)，方向与该点正电荷所受电场力方向相同。 返回 第一节　电场的力的性质 6 4.电场是客观存在的，与放入电场中点电荷所带电荷量的正负和数量无关。 5.场强公式E=是场强的定义式，适用于任何电场；而场强公式E=仅适用于真空中点电荷形成的电场。 6.为了直观地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，让曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，这样的曲线叫做电场线。 返回 第一节　电场的力的性质 7 7.电场线的疏密定性地描述电场强度的大小，电场线越疏的地方电场强度越小，电场线越密的地方电场强度越大。 8.静电场的电场线有如下性质： (1)始于正电荷(或无穷远)，终于负电荷(或无穷远)； (2)任意两条电场线都不相交且任何电场线均不闭合。 (3)电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。 返回 第一节　电场的力的性质 9.几种典型电场的电场线分布。 (1)孤立正、负点电荷。 返回 第一节　电场的力的性质 (2)等量异种点电荷和同种点电荷； 返回 第一节　电场的力的性质 10.场强方向、大小处处相同的电场叫做匀强电场，匀强电场中的电场线是一组等距的平行线。如下图所示： 返回 第一节　电场的力的性质 典 例 精 析 生物 12 例1　两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为l，如果引入另一点电荷c，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及它的电荷量。 假设电荷c在a、b之间，依题意作图如图所示，并设电荷c和a相距为x，则b与c相距为(l－x)，c的电荷量为qc。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 对电荷c，其所受的库仑力的合力为零，即Fac=Fbc。 根据库仑定律有k=k， 解得x1=l，x2=－l。 由于a、b均为负电荷，只有当电荷c处于a、b之间时，其所受库仑力才可能方向相反、合力为零，因此只有x=l。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 三个电荷都处于静止状态，即a、b电荷所受静电力的合力均应为零，对a来说，b对它的作用力是向左的斥力，所以c对a的作用力应是向右的引力，这样，可以判定电荷c的电性必定为正。 又由Fba=Fca，得k=k，即qc=Q。 c在a、b之间，距a为处；正Q 解析 答案 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 例2　如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电荷量为q。为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，则所加电场的方向和电场强度大小可能为 (　　) A.垂直于杆斜向上，场强大小为 B.竖直向上，场强大小为 C.垂直于杆斜向上，场强大小为 D.水平向右，场强大小为 答案 B 返回 第一节　电场的力的性质 16 若加竖直向上的电场，要保证小球静止，必有mg=Eq，得E=，B正确；若电场方向垂直于杆斜向上，无论场强多大，沿杆方向的合力都为mgsin θ，小球不可能保持静止，A、C错误；若电场方向水平向右，要保证小球静止，必有mgsin θ=qEcos θ，得E=，故D错误。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 例3　在方向水平的匀强电场中，一根不可伸长的不导电细线的一端连着一质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ(如图)。求小球经过最低点时细线对小球的拉力大小。 返回 第一节　电场的力的性质 18 设细线长为l，球的电荷量为q，场强为E。若q为负，则电场力向左，电场力对小球做正功，又重力也对小球做正功，所以小球的末动能不可能为零，故q不可能为负，只能为正。所以根据初末状态动能均为零可得，重力对小球做的功等于小球克服电场力做的功。于是 mglcos θ=qEl(1＋sin θ) 设最低点的速度为v，此时线的拉力为T，则 mv2=mgl－Eql，T－mg=m 所以T=mg mg 解析 答案 返回 第一节　电场的力的性质 巩 固 练 习 生物 20 答案 1.关于库仑定律公式F=k，下列说法正确的是(　　) A.该公式对任何情况都适用 B.当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力 F→∞ C.当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就 不适用了 D.当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点 电荷，库仑定律的公式就不适用了 D 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 21 该公式只适用于真空中静止的点电荷间的库仑力计算，A错误；当真空中的两个电荷间的距离r→0时，电荷已不能看作点电荷，所以它们之间的静电力不会趋向于无穷大，B错误，D正确；当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，电荷可以看成点电荷，库仑定律的公式可以适用，C错误。故选D。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为F。若它们之间的距离变为原来的3倍，则它们之间的相互作用力变为 (　　) A. C.3F D.9F 根据库仑定律可得F=k，若它们之间的距离变为原来的3倍，F'=kkF，故A正确。 解析 A 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 23 答案 3.两个相同的金属小球带异种电荷，所带电荷量之比为1∶7。把两球相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力为原来的 (　　) A. C. 设两球带电荷量分别为Q，－7Q，则开始时F=k，把两球相互接触后再放回原来的位置上，则两球各带电荷量为－3Q，则库仑力变为F'=kF，故选C。 解析 C 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 24 答案 4.真空中有P1和P2两个点电荷，不计重力作用，P1的电荷量是P2的2倍，P1的质量是P2的一半，将它们释放时，P2的加速度的大小等于a，则P1加速度的大小等于 (　　) A. C.2a D.4a C 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 25 P2所受的合力是P1施给它的库仑力，所以库仑力F=m2a，则P1所受的合力为P2施给它的库仑力，两个电荷间的库仑力是相互作用的一对力。所以a1===2a。故C正确，A、B、D错误。故选C。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 5.一带负电荷的质点在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的，关于b点电场强度E的方向，图中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线) (　　) D 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 27 由于该负电荷从a到c速率减小，故该电场的方向大致由a指向c，故B、C排除。电荷所受的力应该指向其运动轨迹的凹侧，故D正确。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 6.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示。现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为 (　　) A. C.3 D. D 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 29 四个小球均处于静止状态，故各小球都受力平衡，分析小球C，设三角形边长为R，其受小球A，B的力的合力F1=，小球C受小球D的力F2=，r=Rsin 60°。由F1=F2，得=。故D正确。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 7.如图所示，是电场中某区域的电场线分布，A、 B是电场中的两点，则 (　　) A.电荷在A点所受静电力方向一定与该点场强方 向相同 B.同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电 力大 C.B点的电场强度较大 D.A点的电场强度较大 C 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 31 正电荷在A点所受静电力方向一定与该点场强方向相同，负电荷在A点所受静电力方向一定与该点场强方向相反，故A错误；B点附近的电场线比A点附近的电场线密集，所以B点的电场强度较大，同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电力小，故B、D错误，C正确。故选C。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 8.(2023全国甲卷)在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确的是 (　　) A. B. A 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 33 C. D. 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A图中电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，A正确；B图中电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对B图中电子受力分析有 可见与电场力的受力特点相互矛盾，B错误； 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电子做曲线运动应满足合力指向轨迹凹侧，对C图中电子受力分析有 可见与电场力的受力特点相互矛盾，C错误； 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电子做曲线运动应满足合力指向轨迹凹侧，对D图中电子受力分析有 可见与电场力的受力特点相互矛盾，D错误；故选A。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.P、Q两电荷的电场线分布如图所示，a、b、c、d为电场中的四点，c、d关于PQ连线的中垂线对称，一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图所示，则下列判断正确的是 (　　) A.P带负电 B.c、d两点的电场强度相同 C.离子在运动过程中受到P的吸引力 D.离子从a到b，电场力做正功 答案 C 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 38 由于电场线始于正电荷(或无穷远)，终于负电荷(或无穷远)，可以分析知P带正电，Q带负电，A错；c、d两点关于PQ连线的中垂线对称，其电场强度大小相等，但方向不同，B错；离子所受的力指向其运动轨迹的凹侧，故受P的吸引力，C对；从a到b其运动方向与受力方向相反，电场力做负功，D错。故选C。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10.如图所示，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知细线长OA为2l，O到B点的距离为l，平衡时带电小球A、B处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则 (　　) A.A、B间库仑力大小为 B.A、B间库仑力大小为2mg C.细线拉力大小为mg D.细线拉力大小为 答案 D 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 40 由几何关系可知∠AOB=60°，求得rAB=l，所以两小球间的库仑力大小F=，故A、B错误；设拉力为T，对小球A作受力分析可得Tcos60°=mg，所以T=2mg，C错误；Tsin 60°=F，Tcos 60°=mg，解得T=，D正确。故选D。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.(2024新课标卷)如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则 (　　) A.两绳中的张力大小一定相等 B.P的质量一定大于Q的质量 C.P的电荷量一定小于Q的电荷量 D.P的电荷量一定大于Q的电荷量 答案 B 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 42 由题意可知设Q和P两球之间的库仑力大小为F，绳子的拉力分别为T1、T2，小球质量分别为m1、m2，与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有 q1E＋T1 sin θ=F，T1cos θ=m1g， 对于小球P有q2E＋F=T2 sin θ，T2cos θ=m2g， 联立有q1E=F－T1 sin θ＞0， q2E=T2 sin θ－F＞0， 所以可得T2＞T1； 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 又因为 可知m2＞m1，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.(2024贵州卷)如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30°。A、B两点分别放有电荷量大小为qA、qB的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于 (　　) A. C. D.2 答案 B 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 45 根据题意可知两电荷为异种电荷，假设qA为正电荷，qB为负电荷，两电荷在C点的场强如下图， 设圆的半径为r，根据几何知识可得rAC=r，rBC=r，于是tan 60°=。同时有EA= ，EB=。联立解得。 解析 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.一根长为l的丝线吊着一质量为m、电荷量为q的带电小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求： 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 47 (1)匀强电场的电场强度的大小； 小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力，由平衡条件得mgtan 37°=qE，故E=。 解析 答案 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)小球经过最低点时受到的拉力的大小。 当电场方向变为向下后，小球受到的电场力方向为竖直向下，向下做圆周运动，重力和电场力都做正功，由动能定理得(mg＋qE)l(1－cos 37°)=mv2，小球经过最低点时，由重力、电场力和丝线的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得T－(mg＋qE)=m，计算得出T=。 解析 答案 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B 端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形 粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径 R=0.40 m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104 N/C。现有一质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离x=1.0 m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q=8.0×10－5 C，求： 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 50 (1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力； 设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有qE=ma，解得a=8 m/s2。设带电体运动到B端的速度大小为vB，则=2ax，解得vB=4 m/s。设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律有FN－mg=m，解得FN=5 N。根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道B端的压力大小F'N=FN=5 N，方向竖直向下。 5 N，方向竖直向下 解析 答案 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力所做的功。 因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动的过程中，电场力所做的功W电=qER=0.32 J。设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩，对此过程根据动能定理有W电＋W摩－mgR=0－mv2，解得W摩=－0.72 J。 －0.72 J 解析 答案 返回 第一节　电场的力的性质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 感谢聆听 53 $