2025年人教版高二物理暑假专项提升：电场、电场强度和静电的防止与利用（学生版）

第02讲电场、电场强度和静电的防止与利用

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学习目标

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1.认识电场本特征，理解电场强度的物理意义和描述并能区别两种不同情况下

电场强度的计算。

2.了解静电的防止与利用

i|磨基础知.

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一、电场强度的含义和表达式

1.公式/与庐华的区别:

Qr，

F*

公式EL

q

本质

定义式决定式

区别

意义指明了点电荷场强大小的决定因

给出了一种量度电场强弱的方法

及用途素

适用

一切电场真空中点电荷的电场

范围

0或q

g表示引入电场的试探电荷的电荷量0表示产生电场的点电荷的电荷量

的意义

£用b与g的比值来表示，但E的大小与区g大

一1

关系理解月不仅用久不来表示,且庐68不

z

小无关r

提醒：（1）由年知,离某点电荷越远的地方电场强度越小。以点电荷为圆心,半

径为r的球面上,各点的电场强度大小相等,方向不同。

⑵正点电荷的电场方向由正电荷指向无穷远，负点电荷的电场方向由无穷远指

向负电荷。

2.电场强度的叠加：电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则（平行四边形定则

或三角形定则），常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等;对于同一直线上

电场强度的合成,可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。

二、电场线的性质

1.点电荷的电场线：

（1）点电荷的电场线呈辐射状，正电荷的电场线向外至无限远，负电荷则相反。

⑵以点电荷为球心的球面上，电场线疏密相同，但方向不同，说明电场强度大小

相等,但方向不同。

⑶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。

2.两个等量点电荷的电场特征：

比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷

电场线分布图

最小但不为零,指向负电荷一

连线上中点。处的电场强度为零

侧

连线上的电场强度大小（从左到

先变小,再变大先变小,再变大

右）

沿中垂线由。点向外的电场强度〃点最小，向外先变大后变

。点最大，向外逐渐减小

大小小

三、静电平衡的特点和应用

1.静电平衡的实质：

⑴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

荷的继续增加,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。

⑵静电平衡的状态:导体内部的合场强为零，即£合力。

2.静电平衡状态的特点：

⑴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S,与周围原电场场强£大小相等,方向相

反,两者相互抵消，导体内部处处合场强£令为零，但导体表面的电场强度不为零。

②电场线与导体表面垂直,如果不垂直,该点场强应有沿表面的切向分量,会使导

体表面电荷发生移动,与静电平衡状态矛盾。

⑵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外表面,导体内部没有净电荷。

②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等,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。

四、尖端放电和静电屏蔽的应用

静电屏蔽的两种情况

导体外部电场不影响导体

类别接地导体内部的电场不影响导体外部

内部

图示Oh

因场源电荷产生的电场与

导体球壳表面上感应电荷当空腔外部接地时,外表面的感应电荷因接

实现过

在空腔内的合场强为零，地将传给地球,外部电场消失,起到屏蔽内

程

达到静电平衡状态，起到电场的作用

屏蔽外电场的作用

最终结导体内空腔不受外界电荷

接地导体空腔外部不受内部电荷影响

论影响

本质静电感应与静电平衡,所以作静电屏蔽的材料只能是导体,不能是绝缘

体

提醒:金属材料的物体才能作静电屏蔽器，静电屏蔽的原理是静电平衡，只有金属

导体才能处于静电平衡状态。

Q考点剖析^

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考点一：电场强度

【例1】在一正交直角坐标系的坐标原点0处有一带正电的点电荷，x轴上0.1m

处放一试探电荷，其受力与电量的关系如图所示，y轴上有一点其场强为1

N/C,则8点的坐标为（）

A(0,0.1m)B.(0,0.2m)C.(0,0.3m)D.(0,

0.4m)

考点二：电场线

【例2】如图所示是电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用

下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、3、C

是电场中的三个点，下列说法正确的是（）

高压电源

A.有的电子由静止释放仅在电场力的作用下将沿电场线运动到C点

B.A点的电场强度比3点的电场强度大

C.电子从A运动到3的过程速度增大

D.从A到3电子的加速度不断增大

考点三：静电平衡和静电屏蔽

【例3】金属球原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电细杆AW,如

图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上“、6、。三点的电场强度

大小分别为纥、纥、Eco下列判断正确的是（）

A.Ea>Eb>EcB.Eb>Ec>EaC.Ec>Eb>EaD.纥=纥=纥

［域真题演豪）

----------------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII1IIII1IIIIIIIIIIII------------------------

1.（2018天津，T3）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是

一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为

cpM、（pN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、

vN,电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是（)

A.VM<VN,aM<aNB.VM<VN,（pM<（pNC.CpM<（pN,EpM<EpN

D.aM<aN,EpM<EPN

2.（2022•山东卷-T3）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于。点，

环上均匀分布着电量为。的正电荷。点A、B、。将圆环三等分，取走A、B处

两段弧长均为EL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距。点为

2H的。点，。点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，1为（）

丁晶升QA£丁晶在y/3QAL

AA.正电荷，q=----Bn.正电荷，q=------

HRnR

C.负电荷，q=^^-D.负电荷，2^3QAL

nRnR

3.（2021.湖南.高考真题）如图，在（a，o）位置放置电荷量为q的正点电荷，在（o,。）

位置放置电荷量为q的负点电荷，在距尸（a，a）为后a的某点处放置正点电荷。，

使得P点的电场强度为零。则。的位置及电荷量分别为（）

2a-

aO--.........>P（a,a）

A.（0,2a）,-JiqB.（0,2«）,2垃q

C.（2a,0）,扃D.（2a,0）,2屈q

l］总过关检测门I

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1.式①'=£和式②E=左乌分别为场强大小的定义式和点电荷场强大小的表达

qr

式。下列说法错误的是（）

A.式①和式②都只对点电荷产生的场成立

B.式②中E是某电场的场强大小，q是场源电荷

C.式①中R是放入某电场中的电荷所受的力，q是产生这电场的电荷

D.式①中的E是式中的电荷q所产生的电场的场强，式②中的E是式中的电荷

q产生的电场的场强

2.如图所示,真空中。点有一点电荷,在它产生的电场中有。力两点,a点的场强大

小为纥，方向与连线成60。角力点的场强大小为包，方向与ab连线成30。角。

关于。力两点场强大小纥,心的关系，以下结论正确的是（）

A.Ea=­EbB.Ea=3Eb

3

C.Ea=J3EbD.Ea=；Eb

3.如图所示为平行板电容器两个金属板附近的电场线，图中C点是上极板内部的

一点，下列说法错误的是（)

A.A点电场强度小于B点电场强度B.A点电场强度向上

C.C点电场强度为零D.3点电势高于C点电势

4.如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金

属网。下列说法中正确的是（）

A.验电器的箔片会张开

B.金属网外表面带负电荷C.金属网罩内部电场强度为零

D.金属网的电势比验电器箔片的电势高，内表面带正电荷

5.真空中某电场的电场线如图中实线所示，。、N为同一根电场线上的不同

位置的点，两个带电粒子人人均从P点以相同速度射入该电场区域，仅在电场

力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）

ah

A.a粒子带正电，8粒子带负电

B.电场力对a、6粒子均做正功

C.a、6带电粒子的电势能均减小

D.若在。点由静止释放a粒子，仅在电场力的作用下，a粒子将沿电场线运动

到M点

6.如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C,若把

一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B,则（）

A.金属网罩B的内表面带正电荷，（pB=（pc=b

B.金属网罩B的右侧外表面带正电荷

C.验电器的金属箔片将张开，

D.（p蚌（pc,金属网罩B左、右两侧的电势不相等

7.如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，°点为半圆弧的

圆心，/A/OP—600.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这

时0点电场强度的大小为Ei；若将N点处的点电荷移至P点，则。点的场强大

小变为E2.E1与E2之比为（）

MO