学考专题13 静电场及其应用:知识盘点+核心精讲+进阶训练(讲义,浙江专用)高中物理学业水平考试合格考总复习
2026-10-22
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内容正文:
专题13 静电场及其应用
【析】命题方向解读|【汇】知识清单盘点|【研】核心专题精讲|【练】巩固提升训练
—— 目 录 ——
析|学考考查要点
汇|知识清单盘点
研|核心专题精讲
考点一:电荷与电荷守恒定律
考点二:库仑定律
考点三:电场强度与电场线
考点四:电场强度的叠加
考点五:静电的防止与利用
练|巩固提升训练
本专题是必修三的开篇,也是学考选择题的“常客”。从近两年浙江卷看,2025年1月卷第6题直接考“国际单位制中的基本单位”,其中就混入了电场强度的单位;同年7月卷第9题则用两个带电小球悬挂排斥的情境,把库仑定律、共点力平衡和电荷守恒串在一起。命题有三个稳定落点:一是元电荷与电荷守恒,尤其“完全相同的金属球接触后先中和再平分”;二是库仑定律的适用条件与比例运算,通常只做“距离变几倍、电量变几倍”的定性定量判断;三是电场强度的定义式E=F/q与点电荷场强E=kQ/r2的区别,以及电场线疏密、方向、不相交等基本性质。电场强度的叠加只需掌握两种特殊情况:等量异种电荷连线中点场强最大且方向由正指向负,等量同种电荷连线中点场强为零。静电平衡与静电屏蔽则以“导体内部场强为零、净电荷分布在外表面”为核心。
知识点
学考具体要求
认知层次
常见题型
电荷与电荷守恒定律
知道两种电荷、元电荷,理解电荷守恒
了解
选择题
库仑定律
会用F=kq1q2/r2计算,知道适用条件
掌握
选择题
电场与电场强度
理解E=F/q和E=kQ/r2,知道场强的矢量性
掌握
选择题
电场线
知道电场线的特点,会由电场线判断场强大小
理解
选择题
电场强度的叠加
会分析等量同种、等量异种电荷的场强分布
理解
选择题
静电平衡与静电屏蔽
知道静电平衡的特点和静电屏蔽的原理
了解
选择题
静电的防止与利用
能判断生产生活中的静电现象属于防止还是利用
了解
选择题
1、电荷
(1)自然界中存在正电荷和负电荷两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
(2)元电荷:最小的电荷量,e=1.6×10-19 C,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.
(3)元电荷不是电子,也不是质子,电子和质子的电荷量大小都等于元电荷.
2、电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,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,电荷的总量保持不变.
(2)摩擦起电的实质是电子的转移;感应起电的实质是电荷在导体内部重新分布.
(3)完全相同的两个金属球接触后,电荷先中和再平分.
3、库仑定律
(1)内容: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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
(2)表达式:F=kq1q2/r2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2.
(3)适用条件:真空中静止的点电荷.
4、电场与电场强度
(1)电场是电荷周围客观存在的一种物质,其基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.
(2)定义式:E=F/q,此式是定义式,E由电场本身决定,与试探电荷无关.
(3)点电荷场强:E=kQ/r2,Q为场源电荷的电荷量.
(4)电场强度是矢量,方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向,单位是N/C.
5、电场线
(1)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,不是真实存在的.
(2)电场线的疏密表示电场强度的大小,越密处场强越大.
(3)电场线始于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远),任何两条电场线都不相交.
(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.
6、静电平衡与静电屏蔽
(1)处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零.
(2)静电平衡时,导体内部的净电荷只分布在导体的外表面,导体表面处的场强方向与表面垂直.
(3)处于静电平衡状态的空腔导体(金属网罩)可以使其内部不受外电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽.
7、静电的防止与利用
(1)防止静电危害的常见措施:接地、保持适当湿度、使用导电材料等.
(2)静电的利用:静电除尘、静电喷涂、静电复印、激光打印等.
考点一 电荷与电荷守恒定律
例题1 (2026·浙江·模拟)关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷的电荷量为1.6×10-19 C
C.元电荷就是质子
D.带电体的电荷量可以是任意数值
【答案】B
【详解】A、C.元电荷是最小的电荷量单位,电子和质子的电荷量大小都等于元电荷,但元电荷既不是电子也不是质子,故A、C错误;
B.元电荷e=1.6×10-19 C,故B正确;
D.任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍,故D错误。
故选B。
例题2 (2026·浙江·模拟)两个完全相同的金属小球,带电荷量分别为+4Q和-2Q,将它们接触后再分开,则两球所带电荷量分别为( )
A.+Q、+Q
B.+2Q、-2Q
C.+Q、-Q
D.+3Q、+3Q
【答案】A
【详解】两个完全相同的金属球接触时,电荷先中和再平分。
总电荷量为4Q-2Q=2Q,平分后各带+Q。
故选A。
1. 关于摩擦起电和感应起电,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.感应起电创造了电荷
C.两种方式都是电荷的转移
D.摩擦起电的实质是质子的转移
【答案】C
【详解】A、B.摩擦起电和感应起电都没有创造电荷,只是电荷发生了转移,故A、B错误;
C.两种起电方式的实质都是电荷的转移,故C正确;
D.摩擦起电转移的是电子而不是质子,故D错误。
故选C。
2. 两个完全相同的不带电金属小球,其中一个带电量为q,另一个不带电,将它们接触后再分开,则每个小球所带的电荷量为( )
A.q
B.q/2
C.2q
D.0
【答案】B
【详解】两个完全相同的金属球接触后电荷平分,
总电荷量为q,故各带q/2。
故选B。
3. 已知元电荷e=1.6×10-19 C。下列电荷量中,可能是某带电体所带电荷量的是( )
A.3.2×10-19 C
B.2.5×10-19 C
C.1.0×10-19 C
D.4.0×10-20 C
【答案】A
【详解】带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍。
3.2×10-19 C=2e,符合;2.5×10-19 C、1.0×10-19 C、4.0×10-20 C都不是e的整数倍。
故选A。
考点二 库仑定律
例题1 (2026·浙江·模拟)真空中有两个点电荷,电荷量分别为q1和q2,它们之间的库仑力大小为F。若保持距离不变,将q1变为原来的2倍、q2变为原来的1/2,则它们之间的库仑力大小为( )
A.F
B.2F
C.F/2
D.4F
【答案】A
【详解】由F=kq1q2/r2知,库仑力与两电荷量的乘积成正比。
乘积变为原来的2×1/2=1倍,故库仑力仍为F。
故选A。
例题2 (2026·浙江·模拟)真空中有两个点电荷,相距0.3 m,电荷量分别为+2×10-6 C和-2×10-6 C。已知k=9.0×109 N·m2/C2,则它们之间的库仑力大小为( )
A.0.4 N
B.0.9 N
C.1.6 N
D.4 N
【答案】A
【详解】由F=kq1q2/r2,代入数据(电荷量取绝对值):
F=9.0×109×2×10-6×2×10-6/0.32 N=0.4 N。
故选A。
1. 关于库仑定律的适用条件,下列说法正确的是( )
A.适用于任意两个带电体
B.只适用于同种电荷之间
C.适用于真空中静止的点电荷
D.只适用于电荷量相等的点电荷
【答案】C
【详解】库仑定律适用于真空中两个静止点电荷之间的相互作用。
异种电荷之间同样适用,电荷量也不必相等;带电体不能视为点电荷时不适用,故A、B、D错误。
故选C。
2. 真空中两个点电荷相距r时相互作用的库仑力为F。若保持电荷量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,则库仑力变为( )
A.F/4
B.F/2
C.2F
D.4F
【答案】A
【详解】由F=kq1q2/r2知库仑力与距离的二次方成反比,
距离变为2倍,库仑力变为原来的1/4。
故选A。
3. 两个点电荷的电荷量分别为+q和+3q,相距r时库仑力为F。若使它们接触后再放回原处,则库仑力变为( )
A.F/3
B.4F/3
C.F
D.3F
【答案】B
【详解】两电荷为同种电荷,接触后总电荷量为4q,平分后各带+2q。
原来F=k·3q2/r2,后来F′=k·4q2/r2,故F′=4F/3。
故选B。
考点三 电场强度与电场线
例题1 (2026·浙江·模拟)关于电场强度E=F/q,下列说法正确的是( )
A.E与F成正比,与q成反比
B.E由电场本身决定,与F、q无关
C.E的方向与负电荷所受电场力的方向相同
D.电场强度是标量
【答案】B
【详解】A、B.E=F/q是定义式,电场中某点的场强由电场本身决定,与试探电荷的电荷量及受力无关,故A错误,B正确;
C.场强方向规定为正电荷所受电场力的方向,与负电荷受力方向相反,故C错误;
D.电场强度是矢量,故D错误。
故选B。
例题2 (2026·浙江·模拟)在电场中某点放入电荷量为2×10-8 C的正电荷,它受到的电场力为4×10-4 N。则该点的电场强度大小为( )
A.2×10-12 N/C
B.5×10-13 N/C
C.2×104 N/C
D.8×10-12 N/C
【答案】C
【详解】由E=F/q得E=4×10-4/(2×10-8) N/C=2×104 N/C。
故选C。
1. 下列关于电场线的说法正确的是( )
A.电场线是真实存在的曲线
B.电场线越密的地方电场强度越大
C.两条电场线可以相交
D.沿电场线方向电场强度一定减小
【答案】B
【详解】A.电场线是为形象描述电场而假想的曲线,故A错误;
B.电场线的疏密表示场强大小,越密处场强越大,故B正确;
C.若两条电场线相交,交点处将有两个场强方向,故电场线不相交,C错误;
D.沿电场线方向电势降低,场强大小不一定减小,故D错误。
故选B。
2. 在点电荷Q产生的电场中,距Q为r处的电场强度大小为E。则距Q为2r处的电场强度大小为( )
A.E/2
B.E/4
C.2E
D.4E
【答案】B
【详解】由点电荷场强公式E=kQ/r2知,场强与距离的二次方成反比,
距离变为2倍,场强变为原来的1/4。
故选B。
3. 关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场中某点的场强方向就是放在该点的电荷所受电场力的方向
B.电场中某点的场强大小与放在该点的试探电荷有关
C.电场强度的单位是N/C
D.电场强度只有大小,没有方向
【答案】C
【详解】A.场强方向是正电荷在该点受力的方向,与负电荷受力方向相反,故A错误;
B.场强由电场本身决定,与试探电荷无关,故B错误;
C.由E=F/q得单位为N/C(也可写作V/m),故C正确;
D.电场强度是矢量,故D错误。
故选C。
考点四 电场强度的叠加
例题1 (2026·浙江·模拟)真空中两个等量异种点电荷,关于它们连线中点处的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度为零
B.场强方向由正电荷指向负电荷
C.场强方向由负电荷指向正电荷
D.场强方向与连线垂直
【答案】B
【详解】正电荷在中点产生的场强方向背离正电荷,指向负电荷;
负电荷在中点产生的场强方向指向负电荷。两者方向相同,叠加后方向由正电荷指向负电荷,且不为零。
故选B。
例题2 (2026·浙江·模拟)真空中两个等量同种正点电荷,关于它们连线中点处的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度最大
B.电场强度为零
C.场强方向指向其中一个电荷
D.场强方向与连线垂直
【答案】B
【详解】两个正电荷在中点处产生的场强大小相等、方向相反,
叠加后相互抵消,合场强为零。
故选B。
1. 在正点电荷Q产生的电场中,距Q为r处的电场强度方向( )
A.指向Q
B.背离Q
C.与r垂直
D.无法确定
【答案】B
【详解】正电荷的电场中,场强方向沿连线背离正电荷。
故选B。
2. 真空中两个点电荷相距0.2 m,电荷量均为+4×10-8 C,k=9.0×109 N·m2/C2。则它们连线中点处的电场强度大小为( )
A.0
B.3.6×104 N/C
C.7.2×104 N/C
D.1.44×105 N/C
【答案】A
【详解】两个等量同种电荷在其连线中点处产生的场强大小相等、方向相反,
叠加后合场强为零。
故选A。
3. 真空中A、B两点分别固定等量异种点电荷,A带+Q、B带-Q,两点相距2r。则连线中点O处的场强大小为( )
A.0
B.kQ/r2
C.2kQ/r2
D.4kQ/r2
【答案】C
【详解】A、B到O的距离均为r,各自在O点产生的场强大小均为kQ/r2,
且两场强方向相同(都由A指向B),故合场强E=2kQ/r2。
故选C。
考点五 静电的防止与利用
例题1 (2026·浙江·模拟)关于处于静电平衡状态的导体,下列说法正确的是( )
A.导体内部电场强度处处为零
B.金属网罩不能屏蔽外部电场
C.净电荷分布在导体内部
D.导体表面处的场强方向不一定与表面垂直
【答案】A
【详解】A.处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,故A正确;
B.金属网罩可以屏蔽外部电场,故B错误;
C.静电平衡时净电荷只分布在导体的外表面,故C错误;
D.导体表面处的场强方向一定与表面垂直,故D错误。
故选A。
例题2 (2026·浙江·模拟)下列做法中,属于防止静电危害的是( )
A.油罐车尾部拖一条接地的铁链
B.静电除尘
C.静电喷涂
D.静电复印
【答案】A
【详解】油罐车尾部拖铁链是为了及时把产生的静电导入大地,防止静电积累引起火花放电,属于防止静电危害;
静电除尘、静电喷涂、静电复印都是对静电的利用。
故选A。
1. 关于静电屏蔽,下列说法正确的是( )
A.处于静电平衡的空腔导体可以使其内部不受外电场影响
B.静电屏蔽只能屏蔽磁场
C.静电屏蔽没有实际应用
D.只有实心导体才能屏蔽外电场
【答案】A
【详解】处于静电平衡的空腔导体(包括金属网罩)内部场强为零,可以屏蔽外电场的影响,故A正确;
静电屏蔽屏蔽的是电场,B错误;屏蔽室、屏蔽线等都是实际应用,C错误;
金属网罩同样能屏蔽外电场,D错误。
故选A。
2. 下列现象中,属于静电利用的是( )
A.飞机轮胎用导电橡胶制成
B.静电喷漆
C.油罐车尾部拖一条铁链
D.印染车间保持适当的空气湿度
【答案】B
【详解】静电喷漆利用带电漆滴在电场中受力而均匀吸附在工件表面,属于对静电的利用;
其余三项都是防止静电积累的措施。
故选B。
3. 为防止静电危害,下列措施中不合理的是( )
A.油罐车尾部拖一条接地的铁链
B.印染车间保持适当的空气湿度
C.飞机的轮胎用导电橡胶制成
D.在易燃易爆场所使用绝缘性能良好的塑料容器
【答案】D
【详解】A、B、C三项都能及时导走或减少静电的积累,是合理的防静电措施;
塑料是绝缘体,在易燃易爆场所使用会使静电不断积累,容易引起放电事故,D不合理。
故选D。
训练
1. 关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷的电荷量为1.6×10-19 C
C.元电荷就是质子
D.带电体的电荷量可以是任意数值
【答案】B
【详解】元电荷是最小的电荷量单位,其值为1.6×10-19 C,既不是电子也不是质子;
任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
故选B。
2. 两个完全相同的金属小球,一个带+6Q,另一个带-2Q,接触后分开。则每个小球所带的电荷量为( )
A.+4Q
B.+2Q
C.-2Q
D.+Q
【答案】B
【详解】完全相同的金属球接触时电荷先中和再平分,
总电荷量6Q-2Q=4Q,平分后各带+2Q。
故选B。
3. 真空中两个点电荷相距r时库仑力为F。若保持电荷量不变,使它们之间的距离变为r/2,则库仑力变为( )
A.F/2
B.2F
C.4F
D.F/4
【答案】C
【详解】库仑力与距离的二次方成反比,距离变为原来的1/2,
力变为原来的4倍。
故选C。
4. 真空中两个点电荷的电荷量分别为+2×10-6 C和+3×10-6 C,相距0.3 m,k=9.0×109 N·m2/C2。则它们之间的库仑力大小为( )
A.0.6 N
B.0.9 N
C.1.8 N
D.6 N
【答案】A
【详解】F=kq1q2/r2=9.0×109×2×10-6×3×10-6/0.32 N
=0.054/0.09 N=0.6 N。
故选A。
5. 关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.由E=F/q可知,E与F成正比,与q成反比
B.电场强度的方向与负电荷所受电场力的方向相同
C.电场强度是矢量,其方向与正电荷所受电场力的方向相同
D.电场强度的单位是N·C
【答案】C
【详解】A.E=F/q是定义式,E由电场本身决定,与F、q无关,故A错误;
B、C.场强方向规定为正电荷所受电场力的方向,与负电荷受力方向相反,故B错误,C正确;
D.场强的单位是N/C,故D错误。
故选C。
6. 在电场中P点放入电荷量为4×10-9 C的正电荷,它受到的电场力为2×10-5 N。则P点的电场强度大小为( )
A.5×103 N/C
B.8×1013 N/C
C.5×10-4 N/C
D.2×103 N/C
【答案】A
【详解】由E=F/q得E=2×10-5/(4×10-9) N/C=5×103 N/C。
故选A。
7. 一个电子的电荷量大小为1.6×10-19 C,则一个带电荷量为-3.2×10-18 C的物体( )
A.失去了20个电子
B.得到了20个电子
C.失去了2个电子
D.得到了2个电子
【答案】B
【详解】物体带负电,说明它得到了电子。得到电子的个数n=3.2×10-18/(1.6×10-19)=20。
故选B。
8. 用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一个不带电的验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,这是因为( )
A.验电器带上了负电,两箔片相互排斥
B.验电器带上了正电,两箔片相互排斥
C.摩擦使验电器产生了电荷
D.验电器发生了静电感应,两箔片带同种电荷而相互排斥
【答案】D
【详解】橡胶棒靠近(不接触)金属球时,验电器发生静电感应,
金属球与箔片带上同种电荷,两箔片相互排斥而张开,验电器本身并未带电。故选D。
9. 真空中两个点电荷之间的库仑力为F,若把其中一个电荷的电荷量变为原来的2倍,同时使它们之间的距离变为原来的2倍,则库仑力变为( )
A.F/2
B.F
C.2F
D.4F
【答案】A
【详解】由F=kq1q2/r2知,电荷量变为2倍、距离变为2倍时,
F′=k·2q1q2/(2r)2=F/2。故选A。
10. 在电场中的某点放入电荷量为q的正试探电荷,测得该点的电场强度为E。若换用电荷量为2q的正试探电荷,则该点的电场强度为( )
A.2E
B.E
C.E/2
D.4E
【答案】B
【详解】电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量无关,
故该点的电场强度仍为E。故选B。
11. 点电荷Q产生的电场中,距Q为r处的电场强度为E。则距Q为3r处的电场强度为( )
A.E/3
B.E/9
C.3E
D.9E
【答案】B
【详解】由E=kQ/r2知场强与距离的二次方成反比,
距离变为3倍,场强变为原来的1/9。
故选B。
12. 真空中有两个等量异种点电荷,关于它们连线中点处的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度为零
B.场强方向由正电荷指向负电荷
C.场强方向由负电荷指向正电荷
D.场强方向与连线垂直
【答案】B
【详解】两个电荷在中点处产生的场强大小相等、方向相同,都指向负电荷,
叠加后合场强不为零,方向由正电荷指向负电荷。
故选B。
13. 处于静电平衡状态的导体,下列说法正确的是( )
A.导体内部电场强度处处为零
B.导体内部电场强度不为零但处处相等
C.净电荷分布在导体内部
D.导体表面处的场强方向不一定与表面垂直
【答案】A
【详解】静电平衡时导体内部场强处处为零,故A正确,B错误;
净电荷只分布在导体外表面,故C错误;
导体表面处的场强方向一定与表面垂直,故D错误。
故选A。
14. 下列措施中,目的是防止静电危害的是( )
A.静电除尘
B.静电喷涂
C.油罐车尾部安装接地拖链
D.静电复印
【答案】C
【详解】静电除尘、静电喷涂、静电复印都是对静电的利用;
油罐车尾部安装接地拖链可及时把静电导入大地,属于防止静电危害。
故选C。
15. 两个完全相同的金属小球带同种电荷,电荷量之比为1∶7,相距r时库仑力为F。将它们接触后再放回原处,则库仑力变为( )
A.4F/7
B.9F/7
C.16F/7
D.7F
【答案】C
【详解】设原来电荷量分别为q和7q,接触后总电荷量为8q,平分后各带4q。
原来F=k·7q2/r2,后来F′=k·16q2/r2,故F′=16F/7。
故选C。
16. 用绝缘细线悬挂一个带正电的小球,在其正下方固定一个带负电的小球。若两球之间的库仑引力大小为F,小球的重力为G,则悬线对小球的拉力大小为( )
A.G+F
B.G-F
C.F-G
D.G
【答案】A
【详解】小球受竖直向下的重力G、竖直向下的库仑引力F和竖直向上的拉力T,
由平衡条件得T=G+F。
故选A。
17. 真空中两个点电荷所带电荷量分别为+4×10-8 C和-1×10-8 C,相距0.2 m,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则它们之间的库仑力大小为( )
A.9×10-5 N
B.1.8×10-4 N
C.9×10-6 N
D.4.5×10-5 N
【答案】A
【详解】由F=kq1q2/r2得F=9.0×109×4×10-8×1×10-8/0.22 N,
即F=3.6×10-6/0.04 N=9×10-5 N。故选A。
18. 在电场中某点放入电荷量为q的负电荷,它受到的电场力大小为F、方向向右,则该点的电场强度( )
A.大小为F/q,方向向右
B.大小为F/q,方向向左
C.大小为qF,方向向左
D.无法确定
【答案】B
【详解】电场强度的大小E=F/q,方向与负电荷所受电场力的方向相反,
故该点电场强度大小为F/q、方向向左。故选B。
19. 关于电场线,下列说法正确的是( )
A.电场线是电场中真实存在的曲线
B.电场线的疏密表示电场的强弱
C.电场线可以在空间中相交
D.沿电场线方向电场强度一定增大
【答案】B
【详解】电场线是为描述电场而假想的曲线,不是真实存在的,故A错误;
电场线的疏密表示电场的强弱,故B正确;电场线不相交,故C错误;沿电场线方向电势降低,电场强度不一定增大,故D错误。
故选B。
20. 两个等量正点电荷连线的中垂线上,自连线中点沿中垂线向外移动,电场强度( )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
【答案】C
【详解】连线中点处两电荷产生的电场等大反向,合场强为零;
沿中垂线向外远处场强也趋于零,故从中点向外电场强度先增大后减小。故选C。
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专题13 静电场及其应用
【析】命题方向解读|【汇】知识清单盘点|【研】核心专题精讲|【练】巩固提升训练
—— 目 录 ——
析|学考考查要点
汇|知识清单盘点
研|核心专题精讲
考点一:电荷与电荷守恒定律
考点二:库仑定律
考点三:电场强度与电场线
考点四:电场强度的叠加
考点五:静电的防止与利用
练|巩固提升训练
本专题是必修三的开篇,也是学考选择题的“常客”。从近两年浙江卷看,2025年1月卷第6题直接考“国际单位制中的基本单位”,其中就混入了电场强度的单位;同年7月卷第9题则用两个带电小球悬挂排斥的情境,把库仑定律、共点力平衡和电荷守恒串在一起。命题有三个稳定落点:一是元电荷与电荷守恒,尤其“完全相同的金属球接触后先中和再平分”;二是库仑定律的适用条件与比例运算,通常只做“距离变几倍、电量变几倍”的定性定量判断;三是电场强度的定义式E=F/q与点电荷场强E=kQ/r2的区别,以及电场线疏密、方向、不相交等基本性质。电场强度的叠加只需掌握两种特殊情况:等量异种电荷连线中点场强最大且方向由正指向负,等量同种电荷连线中点场强为零。静电平衡与静电屏蔽则以“导体内部场强为零、净电荷分布在外表面”为核心。
知识点
学考具体要求
认知层次
常见题型
电荷与电荷守恒定律
知道两种电荷、元电荷,理解电荷守恒
了解
选择题
库仑定律
会用F=kq1q2/r2计算,知道适用条件
掌握
选择题
电场与电场强度
理解E=F/q和E=kQ/r2,知道场强的矢量性
掌握
选择题
电场线
知道电场线的特点,会由电场线判断场强大小
理解
选择题
电场强度的叠加
会分析等量同种、等量异种电荷的场强分布
理解
选择题
静电平衡与静电屏蔽
知道静电平衡的特点和静电屏蔽的原理
了解
选择题
静电的防止与利用
能判断生产生活中的静电现象属于防止还是利用
了解
选择题
1、电荷
(1)自然界中存在正电荷和负电荷两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
(2)元电荷:最小的电荷量,e=1.6×10-19 C,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.
(3)元电荷不是电子,也不是质子,电子和质子的电荷量大小都等于元电荷.
2、电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,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,电荷的总量保持不变.
(2)摩擦起电的实质是电子的转移;感应起电的实质是电荷在导体内部重新分布.
(3)完全相同的两个金属球接触后,电荷先中和再平分.
3、库仑定律
(1)内容: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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
(2)表达式:F=kq1q2/r2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2.
(3)适用条件:真空中静止的点电荷.
4、电场与电场强度
(1)电场是电荷周围客观存在的一种物质,其基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.
(2)定义式:E=F/q,此式是定义式,E由电场本身决定,与试探电荷无关.
(3)点电荷场强:E=kQ/r2,Q为场源电荷的电荷量.
(4)电场强度是矢量,方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向,单位是N/C.
5、电场线
(1)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线,不是真实存在的.
(2)电场线的疏密表示电场强度的大小,越密处场强越大.
(3)电场线始于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远),任何两条电场线都不相交.
(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.
6、静电平衡与静电屏蔽
(1)处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零.
(2)静电平衡时,导体内部的净电荷只分布在导体的外表面,导体表面处的场强方向与表面垂直.
(3)处于静电平衡状态的空腔导体(金属网罩)可以使其内部不受外电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽.
7、静电的防止与利用
(1)防止静电危害的常见措施:接地、保持适当湿度、使用导电材料等.
(2)静电的利用:静电除尘、静电喷涂、静电复印、激光打印等.
考点一 电荷与电荷守恒定律
例题1 (2026·浙江·模拟)关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷的电荷量为1.6×10-19 C
C.元电荷就是质子
D.带电体的电荷量可以是任意数值
例题2 (2026·浙江·模拟)两个完全相同的金属小球,带电荷量分别为+4Q和-2Q,将它们接触后再分开,则两球所带电荷量分别为( )
A.+Q、+Q
B.+2Q、-2Q
C.+Q、-Q
D.+3Q、+3Q
1. 关于摩擦起电和感应起电,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.感应起电创造了电荷
C.两种方式都是电荷的转移
D.摩擦起电的实质是质子的转移
2. 两个完全相同的不带电金属小球,其中一个带电量为q,另一个不带电,将它们接触后再分开,则每个小球所带的电荷量为( )
A.q
B.q/2
C.2q
D.0
3. 已知元电荷e=1.6×10-19 C。下列电荷量中,可能是某带电体所带电荷量的是( )
A.3.2×10-19 C
B.2.5×10-19 C
C.1.0×10-19 C
D.4.0×10-20 C
考点二 库仑定律
例题1 (2026·浙江·模拟)真空中有两个点电荷,电荷量分别为q1和q2,它们之间的库仑力大小为F。若保持距离不变,将q1变为原来的2倍、q2变为原来的1/2,则它们之间的库仑力大小为( )
A.F
B.2F
C.F/2
D.4F
例题2 (2026·浙江·模拟)真空中有两个点电荷,相距0.3 m,电荷量分别为+2×10-6 C和-2×10-6 C。已知k=9.0×109 N·m2/C2,则它们之间的库仑力大小为( )
A.0.4 N
B.0.9 N
C.1.6 N
D.4 N
1. 关于库仑定律的适用条件,下列说法正确的是( )
A.适用于任意两个带电体
B.只适用于同种电荷之间
C.适用于真空中静止的点电荷
D.只适用于电荷量相等的点电荷
2. 真空中两个点电荷相距r时相互作用的库仑力为F。若保持电荷量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,则库仑力变为( )
A.F/4
B.F/2
C.2F
D.4F
3. 两个点电荷的电荷量分别为+q和+3q,相距r时库仑力为F。若使它们接触后再放回原处,则库仑力变为( )
A.F/3
B.4F/3
C.F
D.3F
考点三 电场强度与电场线
例题1 (2026·浙江·模拟)关于电场强度E=F/q,下列说法正确的是( )
A.E与F成正比,与q成反比
B.E由电场本身决定,与F、q无关
C.E的方向与负电荷所受电场力的方向相同
D.电场强度是标量
例题2 (2026·浙江·模拟)在电场中某点放入电荷量为2×10-8 C的正电荷,它受到的电场力为4×10-4 N。则该点的电场强度大小为( )
A.2×10-12 N/C
B.5×10-13 N/C
C.2×104 N/C
D.8×10-12 N/C
1. 下列关于电场线的说法正确的是( )
A.电场线是真实存在的曲线
B.电场线越密的地方电场强度越大
C.两条电场线可以相交
D.沿电场线方向电场强度一定减小
2. 在点电荷Q产生的电场中,距Q为r处的电场强度大小为E。则距Q为2r处的电场强度大小为( )
A.E/2
B.E/4
C.2E
D.4E
3. 关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场中某点的场强方向就是放在该点的电荷所受电场力的方向
B.电场中某点的场强大小与放在该点的试探电荷有关
C.电场强度的单位是N/C
D.电场强度只有大小,没有方向
考点四 电场强度的叠加
例题1 (2026·浙江·模拟)真空中两个等量异种点电荷,关于它们连线中点处的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度为零
B.场强方向由正电荷指向负电荷
C.场强方向由负电荷指向正电荷
D.场强方向与连线垂直
例题2 (2026·浙江·模拟)真空中两个等量同种正点电荷,关于它们连线中点处的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度最大
B.电场强度为零
C.场强方向指向其中一个电荷
D.场强方向与连线垂直
1. 在正点电荷Q产生的电场中,距Q为r处的电场强度方向( )
A.指向Q
B.背离Q
C.与r垂直
D.无法确定
2. 真空中两个点电荷相距0.2 m,电荷量均为+4×10-8 C,k=9.0×109 N·m2/C2。则它们连线中点处的电场强度大小为( )
A.0
B.3.6×104 N/C
C.7.2×104 N/C
D.1.44×105 N/C
3. 真空中A、B两点分别固定等量异种点电荷,A带+Q、B带-Q,两点相距2r。则连线中点O处的场强大小为( )
A.0
B.kQ/r2
C.2kQ/r2
D.4kQ/r2
考点五 静电的防止与利用
例题1 (2026·浙江·模拟)关于处于静电平衡状态的导体,下列说法正确的是( )
A.导体内部电场强度处处为零
B.金属网罩不能屏蔽外部电场
C.净电荷分布在导体内部
D.导体表面处的场强方向不一定与表面垂直
例题2 (2026·浙江·模拟)下列做法中,属于防止静电危害的是( )
A.油罐车尾部拖一条接地的铁链
B.静电除尘
C.静电喷涂
D.静电复印
1. 关于静电屏蔽,下列说法正确的是( )
A.处于静电平衡的空腔导体可以使其内部不受外电场影响
B.静电屏蔽只能屏蔽磁场
C.静电屏蔽没有实际应用
D.只有实心导体才能屏蔽外电场
2. 下列现象中,属于静电利用的是( )
A.飞机轮胎用导电橡胶制成
B.静电喷漆
C.油罐车尾部拖一条铁链
D.印染车间保持适当的空气湿度
3. 为防止静电危害,下列措施中不合理的是( )
A.油罐车尾部拖一条接地的铁链
B.印染车间保持适当的空气湿度
C.飞机的轮胎用导电橡胶制成
D.在易燃易爆场所使用绝缘性能良好的塑料容器
训练
1. 关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷的电荷量为1.6×10-19 C
C.元电荷就是质子
D.带电体的电荷量可以是任意数值
2. 两个完全相同的金属小球,一个带+6Q,另一个带-2Q,接触后分开。则每个小球所带的电荷量为( )
A.+4Q
B.+2Q
C.-2Q
D.+Q
3. 真空中两个点电荷相距r时库仑力为F。若保持电荷量不变,使它们之间的距离变为r/2,则库仑力变为( )
A.F/2
B.2F
C.4F
D.F/4
4. 真空中两个点电荷的电荷量分别为+2×10-6 C和+3×10-6 C,相距0.3 m,k=9.0×109 N·m2/C2。则它们之间的库仑力大小为( )
A.0.6 N
B.0.9 N
C.1.8 N
D.6 N
5. 关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.由E=F/q可知,E与F成正比,与q成反比
B.电场强度的方向与负电荷所受电场力的方向相同
C.电场强度是矢量,其方向与正电荷所受电场力的方向相同
D.电场强度的单位是N·C
6. 在电场中P点放入电荷量为4×10-9 C的正电荷,它受到的电场力为2×10-5 N。则P点的电场强度大小为( )
A.5×103 N/C
B.8×1013 N/C
C.5×10-4 N/C
D.2×103 N/C
7. 一个电子的电荷量大小为1.6×10-19 C,则一个带电荷量为-3.2×10-18 C的物体( )
A.失去了20个电子
B.得到了20个电子
C.失去了2个电子
D.得到了2个电子
8. 用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一个不带电的验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,这是因为( )
A.验电器带上了负电,两箔片相互排斥
B.验电器带上了正电,两箔片相互排斥
C.摩擦使验电器产生了电荷
D.验电器发生了静电感应,两箔片带同种电荷而相互排斥
9. 真空中两个点电荷之间的库仑力为F,若把其中一个电荷的电荷量变为原来的2倍,同时使它们之间的距离变为原来的2倍,则库仑力变为( )
A.F/2
B.F
C.2F
D.4F
10. 在电场中的某点放入电荷量为q的正试探电荷,测得该点的电场强度为E。若换用电荷量为2q的正试探电荷,则该点的电场强度为( )
A.2E
B.E
C.E/2
D.4E
11. 点电荷Q产生的电场中,距Q为r处的电场强度为E。则距Q为3r处的电场强度为( )
A.E/3
B.E/9
C.3E
D.9E
12. 真空中有两个等量异种点电荷,关于它们连线中点处的电场,下列说法正确的是( )
A.电场强度为零
B.场强方向由正电荷指向负电荷
C.场强方向由负电荷指向正电荷
D.场强方向与连线垂直
13. 处于静电平衡状态的导体,下列说法正确的是( )
A.导体内部电场强度处处为零
B.导体内部电场强度不为零但处处相等
C.净电荷分布在导体内部
D.导体表面处的场强方向不一定与表面垂直
14. 下列措施中,目的是防止静电危害的是( )
A.静电除尘
B.静电喷涂
C.油罐车尾部安装接地拖链
D.静电复印
15. 两个完全相同的金属小球带同种电荷,电荷量之比为1∶7,相距r时库仑力为F。将它们接触后再放回原处,则库仑力变为( )
A.4F/7
B.9F/7
C.16F/7
D.7F
16. 用绝缘细线悬挂一个带正电的小球,在其正下方固定一个带负电的小球。若两球之间的库仑引力大小为F,小球的重力为G,则悬线对小球的拉力大小为( )
A.G+F
B.G-F
C.F-G
D.G
17. 真空中两个点电荷所带电荷量分别为+4×10-8 C和-1×10-8 C,相距0.2 m,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则它们之间的库仑力大小为( )
A.9×10-5 N
B.1.8×10-4 N
C.9×10-6 N
D.4.5×10-5 N
18. 在电场中某点放入电荷量为q的负电荷,它受到的电场力大小为F、方向向右,则该点的电场强度( )
A.大小为F/q,方向向右
B.大小为F/q,方向向左
C.大小为qF,方向向左
D.无法确定
19. 关于电场线,下列说法正确的是( )
A.电场线是电场中真实存在的曲线
B.电场线的疏密表示电场的强弱
C.电场线可以在空间中相交
D.沿电场线方向电场强度一定增大
20. 两个等量正点电荷连线的中垂线上,自连线中点沿中垂线向外移动,电场强度( )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
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