高中物理电场知识点与题型归纳精编

1、高中物理电场总结一.教学内容：电场考点例析电场是电学的基础知识，是承前启后的一章。通过这一章的学习要系统地把力学的“三大方法”复习一遍，同时又要掌握新的概念和规律。这一章为历年高考的重点之一，特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和熟练程度。只要同学们在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线”，实现知识的系统化，找出它们的有机联系，做到融会贯通，在高考得到本章相应试题的分数是不困难的。二.夯实基础知识1 .深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。(1)库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们

2、的电荷量的乘积成正比，跟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。即：F-''其中k为静电力常量，k=9.0x109Nm2/c2'成立条件：真空中(空气中也近似成立)，点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。(这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r(2)电荷守恒定律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。2 .深刻理解电场的力的性质。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E是描述电场的力的性质的

3、物理量。(1)定义:豆=彳放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷(以前称为检验电荷)，是电荷量很小的点电荷(可正可负)。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。(2)点电荷周围的场强公式是：£=券，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。(3)匀强电场的场强公式是：£上,其中d是沿电场线方向上的距离。3 .深刻理解电场的能的性质。,(1)电势力：是描述电场能的性质的物理量。 电势定义为小=黑，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电

4、场中某点具有的电势能越大，该点电势越高。 电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地电势为零。 当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和。 电势差，A、B间电势差Uab=aB；B、A间电势差Uba=bA,显然Uab=Uba,电势差的值与零电势的选取无关。(2)电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。电势能可用Ep=qC计算。 由于电荷有正、负，电势也有正、负(分别表示高于和低于零电势)，故用Ep=q计算电势能时，需带符号运算。(3)电

5、场线的特点：始于正电荷(或无穷远)，终于负电荷(或无穷远)；不相交，不闭合； 不能穿过处于静电平衡状态的导体。(4)电场线、场强、电势等势面的相互关系。 电场线与场强的关系；电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。 电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低；电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与通过该处的等势面垂直；场强与电势无直接关系：场强大(或小)的地方电势不一定大(或小)，零电势可由人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；场强与等势面的关系：场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势指向低电势，等差等势面越密的地方表示场

6、强越大。4.掌握电场力做功计算方法(1)电场力做功与电荷电势能的变化的关系。电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，电荷电势能增加，电势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。(2)电场力做功的特点电荷在电场中任意两点间移动时，它的电势能的变化量是确定的，因而移动电荷做功的值也是确定的，所以，电场力移动电荷所做的功，与移动的路径无关，仅与始末位置的电势差有关，这与重力做功十分相似。(3)计算方法 由功的定义式W=F-S来计算，但在中学阶段，限于数学基础，要求式中F为恒力才行，所以，这个方法有局限性，仅在匀强电场中使用。 用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来计算，即

7、W=一几，已知电荷电势能的值时求电场力的功比较方便。 用W=qUAB来计算，此时，一般又有两个方案：一是严格带符号运算，q和Uab均考虚正和负，所得W的正、负直接表明电场力做功的正、负；二是只取绝对值进行计算，所得W只是功的数值，至于做正功还是负功？可用力学知识判定。5 .深刻理解电场中导体静电平衡条件。把导体放入电场时，导体的电荷将出现重新分布，当感应电荷产生的附加场强E附和原场强E原在导体内部叠加为零时，自由电子停止定向移动，导体处于静电平衡状态。孤立的带电体和处于电场中的感应导体，处于静电平衡时，其特征：（1）导体内部场强处处为零，没有电场线（叠加后的）；（2）整个导体是等势体，导体表面

8、是等势面；（3）导体外部电场线与导体表面垂直，表面场强不一定为零；（4）对孤立导体，净电荷分布在外表面。处理静电平衡问题的方法：（1）直接用静电平衡的特征进行分析；（2）画出电场中电场线，进而分析电荷在电场力作用下移动情况。注意两点：（1）用导线接地或用手触摸导体可把导体和地球看成一个大导体。（2）一般取无穷远和地球的电势为零。6 .深刻理解电容器电容概念电容器的电容C=Q/U=AQ/AU,此式为定义式，适用于任何电容器。平行板电容器的电容的决定式为C=-。对平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况：4欣层（1）若两极快升与电源相连，则两极板间电压U不变；（2）若充电后断开电源，则

9、带电量Q不变。【典型例题】问题1:会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后平分”，然后利用库仑定律求解。注意绝缘球带电是不能中和的。例1有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量一Q,C不带电，将A、B固定，相距r,然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍？（答：F'=4F）7例2两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F,将两球接触后分开，放回原处,相互作用力大小仍等于F,则两球原来所带电量和电性（）A.可能是等量的同种电荷B.可能是不等量的同种电荷C.可能

10、是不等量的异种电荷D.不可能是异种电荷问题2:会解分析求解电场强度。电场强度是静电学中极具重要的概念，也是高考中考点分布的重点区域之一。求电场强度的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。例3用长为1的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙，且H广，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度例4如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为OP为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L,试求P点的场强。答例5如图3所示，以当、1s是匀强电场中的三点，并构成一等边三角形，每边长为L-,将一带电量的电荷从a点移到b点，电场力做

11、功=-12X10-V；E二旦J=加若将同一点电荷从a点移到c点，电场力做功W2=6X106J,试求匀强电场的电场强度E问题3:会根据给出的一条电场线，分析推断电势和场强的变化情况例6如图4所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（）A.Ua>Ub>UcB.Ua-Ub=UbUc-*:1>abcC.Ea>Eb>EcD.Ea=Eb=Ec图4例7如图5所示，在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设

12、ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h,则（）aA.带电粒子带负电B. a、b两点间的电势差Uab=mgh/q,hC. b点场强大于a点场强D. a点场强大于b点场强问题4:会根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，分析推断带电粒子的性质。口：例8图6中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，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大问题5:会根据给定电势的

13、分布情况，求作电场线。例9如图7所示，A、B、C为匀强电场中的3个点，已知这3点的电势分别为小a=10V,（|）b=2V,（I）C=-6V0试在图上画出过B点的等势线和场强的方向（可用三角板画）。6问题6:会求解带电体在电场中的平衡问题。例10如图8所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和一Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？（设AB=L,BC=L）ABC图8例11如图9所示，已知带电小球A、B的电荷分别为Qa、Qb,OA=

14、OB,都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为do为使平衡时AB间距离减为d/2,可采用以下哪些方法（）A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B,将小球B的质量增加到原来的8倍C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增加到原来的2倍例12如图10甲所示，两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m,带电量分别为+q和一q的小的连线AB拉紧，并球A和B,处于场强为E,方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L使小球处于静止状态，求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态。答：EkJ+妈816T问题7:会计算电场力的功例13平行板电容器的电

15、容为C,两板间的距离为d,上板带正电，电量为Q,下板带负电,电量也为Q,它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘钢性杆相连，小球的电量都为q,杆长为L,且1<。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图11所示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中两个小球克服电场力所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）（）4QQLq匕*t+1A.CdB.0C.票3-2）D.QdIF_QcdyI,图H问题8:会用力学方法分析求解带电粒子的运动问题。例14质量为2m,带2q正电荷的小球A,起初静止在光滑绝缘水平面上，当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度

16、V0离A而去的同时，释放A球，如图12所示。若某时刻两球的电势能有最大值，求：（1）此时两球速度各多大？（V=V0/3）（2）与开始时相比，电势能最多增加多少？g.内例15如图13所示，直角三角形的斜边倾角为30°,底边BC长为2L,处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q,一个质量为m,电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足D时速度为Vo（1）在质点的运动中不发生变化的是（）A.动能C.动能与重力势能之和（2）质点的运动是（）A.匀加速运动B.电势能与重力势能之和D.动能、电势能、重力势能三者之和C.先匀加速后匀减速的运动（3）该质点

17、滑到非常接近斜边底端多少？B.匀减速运动D.加速度随时间变化的运动。C点时速率Vc为多少？沿斜面下滑到C点的加速度ac为1#”清一万菽问题9:示波管的原理和图像【例16】示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的A.极板X应带正电B.极板X应带正电C.极板Y应带负电D.极板Y应带正电问题10:带电物质在电场中的圆周运动般来说：（1）基本粒子：如电子、质子、a粒子、离子等除有特别说明或有明确暗示以外,般都不考虑重力（但不忽略质量）.（2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特别说明或有明显暗示以外，一般都不能忽略重力.解题思路和方法：运用运动合成和分解（分

18、解V,S）,平抛和类平抛知识，动能定理。【例17】在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端系着一个质量为m的带电小球，另端固定于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。,求小球经过最低点时细线对小球的拉力.【例17】拓展：若把电场反向呢?【例18如图所示，在竖直平面内，有一半径为R的绝缘的光滑圆环，圆环处于场强大小为E,方向水平向右的匀强电场中，圆环上的A、C两点处于同一水平面上，B、D分别为圆环的最高点和最低点.M为圆环上的一点，/MOA=45°.环上穿着一个质量为m,带电量为+q的小球，它正在圆环上做圆

19、周运动，已知电场力大小qE等于重力的大小mg,且小球经过M点时球与环之间的相互作用力为零.试确定小球经过A、B、C、D点时的动能各是多少?【例19如图所示，在方向竖直向下白匀强电场中，一绝缘轻细线一端固定于O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内彳圆周运动.小球的电荷量为q,质量为m绝缘细线长为L,电场的场强为E.若带电小球恰好能通过最高点A则在A点时小球的速度vi为多大？小球运动到最低点B时的速度V2为多大？运动到B点时细线对小球的拉力为多大？【例20如图所示，在绝缘水平面上，有相距为L的A、B两点，分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.O为AB连线的中点，a、b是AB连线上两点，其中Aa=

20、Bb=L.一质量为n电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以4初动能Ek0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为200,第一次到达b点时的动能恰好为零，小滑块最终停在O点，已知静电力常量为k.求：(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小.皿(2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向.人&0bB小滑块运动的总路程l路.补充练习:1.如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线.若有一电子以某一初速度并且仅在电场力的作用下，沿AB由A点运动到B点，其速度一时间图象如图乙所示.下列关于A、B两点的电势。和电场强度E大小的判断正确的是：A.EA>EBC.（）A>B2.空间有沿xB.EA<EBD.()A<()BA.O点的电势最低C.x1和一x1两点的电势相等.x2点的电势最高D.x1和x3两点的电势相等轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法正确的是