第九章靜電場

)

靜電場

「浙江6月選考T6

海南卷T8一|2023卜

庫侖定律|~.2。24)-----甘肅卷T7

遼寧卷T10——(2022P1黑吉遼T5

電容器

貴州卷T7q?2022]-----重慶卷T2

重慶卷T6-

海南卷T12r

北京卷T11-

甘肅卷T9-廠廣西卷T12

廣東卷T8-2024)--重慶卷T12

河北卷T2、T7f佟少浙江1月選考T16U

湖南卷

T5-—觀察電容器充、

江西卷T1-放電現(xiàn)象

「福建卷T13

考全國甲卷T18一

42023]——山東卷T14

湖北卷T8-

v一新課標(biāo)卷T22

情新課標(biāo)卷T18一

江蘇卷T1-

分福建卷T11-

全國甲卷T18fl「一浙江6月選考T12

析全國乙卷T19、T24-一黑吉遼T6

新課標(biāo)卷T25~._____-江西卷T10

T電場的性質(zhì)I—也絲卜一浙江1月選考T11

重慶卷T3-

廣東卷T9-一山東卷T10

天津卷T8----(2023-

山東卷T11-

p北京卷T20

遼寧卷T9-

帶電粒子在電--(2023)——浙江6月選考T8、T12

海南卷T12-場中的運(yùn)動(dòng)

—湖北卷T10

湖北卷T3-

湖南卷T5」

全國乙卷T191p江蘇卷T15

江蘇卷T9-M2022]——遼寧卷T14

河北卷T6——(2022pL湖北卷T10

山東卷T3-

湖南卷T2」

試

題生活實(shí)踐類人體帶電頭發(fā)散開,尖端放電，避雷針，靜電吸附，直線加速器，示波器，靜電加

法

速器

觀察靜電感應(yīng)現(xiàn)象，探究電荷間的作用力的影響因素，庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)，模擬電場

學(xué)習(xí)探究類

線，觀察電容器的充、放電現(xiàn)象

第42課時(shí)電場力的性質(zhì)

【目標(biāo)要求】1.掌握庫侖定律的內(nèi)容及條件，并會(huì)用來解決問題。2.理解電場強(qiáng)度的定義，并會(huì)計(jì)算電場強(qiáng)

度的大小，判斷電場強(qiáng)度方向。3.理解電場線的特點(diǎn)，會(huì)用電場線的特點(diǎn)解決相關(guān)問題。4.知道靜電的防

止及利用。

考點(diǎn)一電荷守恒定律庫侖定律

電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物

內(nèi)容體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的

總量_________

三種起

摩擦起電、_______起電、接觸起電

電方式

電荷守

恒定律

實(shí)質(zhì)物體_________

元電荷e=__________C,所有帶電體的電荷量都是元電荷的_______倍

帶電粒子的_______與其______之比叫作比荷

比荷

電子的比荷為：—=1.76X10nC/kg

nie

代表帶電體的有一定電荷量的點(diǎn)，忽略帶電體的_______________及電荷分布

點(diǎn)電荷

狀況對(duì)它們之間的作用力的影響的理想化模型

_______中兩個(gè)靜止________之間的相互作用力，與它們的電荷量

內(nèi)容的乘積成_______，與它們的距離的二次方成________,作用力的

庫侖方向在它們的連線上

定律

F二臀,式中仁______________22叫作靜電力常量

表達(dá)式丫2N-m/C,

條件①________;②________________

Z討論交流

對(duì)于可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，r為兩球的球心間距。若兩個(gè)帶電金屬球帶電荷量分別為g、

伙，球心間距為r,距離較近，不能看成點(diǎn)電荷,它們之間的庫侖力還等于誓嗎？

-判斷正誤

1.某帶電體所帶的電荷量可以是5X10Re。（）

2.體積很大的帶電體有時(shí)也可以看作點(diǎn)電荷。（）

3.兩個(gè)帶異種電荷的金屬球接觸時(shí)，正電荷從一個(gè)球轉(zhuǎn)移到另一個(gè)球。（）

4.相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量大的受到的庫侖力也大。（）

5.根據(jù)公式產(chǎn)=4詈，當(dāng)L0時(shí)，尸一8。（）

6.根據(jù)公式/=爛詈，當(dāng)r一8時(shí)，尸一0。（）

【例1】（八省聯(lián)考?四川-4）X、Y、Z為大小相同的導(dǎo)體小球，X、丫所帶電荷量均為q,Z所帶電荷量為一

5*X、丫均放置在光滑絕緣水平面上，丫固定在P點(diǎn)，X與絕緣輕彈簧一端相連，彈簧另一端固定，此

時(shí)X靜止在平衡位置。點(diǎn)，如圖所示，將較遠(yuǎn)處的Z移近，先與X接觸，然后與丫接觸，再移回較遠(yuǎn)處,

在此過程中，一直保持不變的是（）

OP

A.X的平衡位置

B.Z的電荷種類

C.Y對(duì)X的庫侖力方向

D.X、丫系統(tǒng)的電勢能

B總結(jié)提升

電荷的分配原則：兩個(gè)形狀、大小相同且?guī)N電荷的同種導(dǎo)體，接觸后再分開，二者帶等量同種電荷，

若兩導(dǎo)體原來帶異種電荷，則電荷先中和，余下的電荷再平分。公式：q「=q2'=號(hào)。

【例2】如圖，三個(gè)固定的帶電小球6和c,相互間的距離分別為ab=5cm,6c=3cm,ca=4cm。

小球c所受庫侖力的合力的方向平行于。、6的連線。設(shè)小球°、6所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為左，則

（）

a

A.a、6帶同種電荷，k=-

9

B.a、b帶異種電荷,k若

C.a,b帶同種電荷，k=^

D.a、6帶異種電荷，k=^

【例3】如圖所示，在傾角為a的光滑絕緣斜面上固定一個(gè)擋板，在擋板上連接一根與斜面平行的勁度

系數(shù)為的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端與A球連接。A、B、C三小球的質(zhì)量均為%=40>0,強(qiáng)=

—qo，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，三小球等間距排列。已知靜電力常量為上重力加速度為g,貝U（）

.4

A.4c=/o

Mgsina

B.彈簧伸長量為

C.A球受到的庫侖力大小為2Mg

D.相鄰兩小球間距為qo3k

7Mg

［變式］如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B,A帶電荷量為+0,B帶電荷量為

—9Q?，F(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C,恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在靜電力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性

質(zhì)及位置應(yīng)為（）

AB

?------------一

I*-----0.4m----->|

A.正電，B的右邊0.4m處

B.正電，B的左邊0.2m處

C.負(fù)電，A的左邊0.2m處

D.負(fù)電，A的右邊0.2m處

B總結(jié)提升

1.庫侖力作用下的平衡問題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力，

具體步驟如下:

_____________可以根據(jù)問題需要，選擇“整體法”或

確定研究對(duì)象M“隔離法”______________________

受力，析、多了庫侖力卜=華@或F=qE）

列平衡方程K/=（）或F*=o、F,=0

2.三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題

（1）平衡條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場

強(qiáng)度為零的位置。

（2）平衡規(guī)律:

（兩同夾異｝電性住置?（三點(diǎn)共線）

T平衡規(guī)律卜

（兩大夾小片苞全曳紅|近小遠(yuǎn)大］

考點(diǎn)二電場強(qiáng)度

（1）定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)

電場

（2）基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有___________

定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的_______與它的________的比值

電場

定義式：E=________；單位：N/C或_________

強(qiáng)度

方向：規(guī)定________在電場中某點(diǎn)所受靜電力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向

表達(dá)式：E=kg

rz

點(diǎn)電荷

方向：對(duì)于正點(diǎn)電荷的電場，方向背離正點(diǎn)電荷；對(duì)于負(fù)點(diǎn)電荷的電場，方向指

的電場

向負(fù)點(diǎn)電荷

電場強(qiáng)

遵循平行四邊形定則

度的疊加

-判斷正誤

1.電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與試探電荷在該點(diǎn)所受的靜電力成正比。（）

2.由E知，當(dāng)試探電荷的電荷量q變?yōu)橐话霑r(shí)，電場強(qiáng)度E變?yōu)?倍。（）

3.點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的公式E=，表明，點(diǎn)電荷。周圍電場強(qiáng)度的大小與電荷量。成正比。（）

4.電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向。（）

【例4】（來自教材改編）（2025?湖南永州市開學(xué)考）真空中Qx坐標(biāo)軸上的某點(diǎn)有一個(gè)點(diǎn)電荷Q,坐標(biāo)軸上

A、3兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為0.2m和0.7m,如圖甲所示。在A點(diǎn)放一個(gè)帶正電的試探電荷，在B點(diǎn)放一

個(gè)帶負(fù)電的試探電荷，A、3兩點(diǎn)的試探電荷受到靜電力的方向都跟x軸正方向相同，靜電力的大小廠

跟試探電荷電荷量q的關(guān)系分別如圖乙中直線a、b所示。忽略A、3間的作用力。下列說法正確的是

A.3點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為0.25N/C

B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向

C.點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3m

D.點(diǎn)電荷。是正電荷

【例5】（2024.貴州卷.7）如圖，A、B、C三個(gè)點(diǎn)位于以。為圓心的圓上，直徑A3與弦3C間的夾角為

30°o4、3兩點(diǎn)分別放有電荷量大小為外、強(qiáng)的點(diǎn)電荷時(shí)，C點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,

則空等于（）

/

A!____

'O!

:/

A-tBTC.WD.2

考點(diǎn)三電場線的理解及應(yīng)用

典型電

等量異種點(diǎn)電荷的電場

場的電

場線

等量正點(diǎn)勻強(qiáng)電場點(diǎn)電荷與金

電荷的電場屬板的電場

（1）電場線是的，實(shí)際電場中

（2）電場線起始于電荷（或無限遠(yuǎn)），終止于（或負(fù)電荷）。靜電場的

電場線電場線

的特征（3）電場線不,也不

（4）電場線的反映電場的強(qiáng)弱

（5）電場線不表示電荷在電場中運(yùn)動(dòng)的

兩種等量點(diǎn)電荷電場線的比較

比較等量異種點(diǎn)電荷等量正點(diǎn)電荷

電場線

分布圖

沿連線先變_______后變________

電荷連線上

的電場強(qiáng)度O點(diǎn)—，但____0點(diǎn)為______

中垂線上的0點(diǎn)________，。點(diǎn)______,向外

電場強(qiáng)度向外逐漸______

關(guān)于。點(diǎn)A與4、B與B'、C與C，

對(duì)稱位置

等大______等大______

的電場強(qiáng)度

Z討論交流

下列三個(gè)問題中帶電粒子只受靜電力作用

(1)當(dāng)電場線是直線時(shí)，帶電粒子一定能沿著電場線運(yùn)動(dòng)嗎？

(2)當(dāng)電場線是曲線時(shí)，帶電粒子可能沿著電場線運(yùn)動(dòng)嗎？

(3)若帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與電場線重合必須滿足什么條件？

【例6】(多選)電場線能直觀地反映電場的分布情況。如圖是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場；。是電荷連

線的中點(diǎn)，E、廠是連線中垂線上關(guān)于0對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和4、。分別是兩電荷連線上關(guān)于。對(duì)稱

的兩點(diǎn)。貝1()

A.E、尸兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

B.A、。兩點(diǎn)電場強(qiáng)度不同

C.B、。、C三點(diǎn)中，O點(diǎn)電場強(qiáng)度最小

D.從C點(diǎn)向。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的電子加速度逐漸增大

考點(diǎn)四靜電的防止及利用

(1)定義：導(dǎo)體放入電場中，附加電場與原電場的電場強(qiáng)度在導(dǎo)體內(nèi)部大小相等且方

向相反，使得疊加電場強(qiáng)度為零時(shí)，自由電荷不再發(fā)生___________,導(dǎo)體達(dá)到靜

電平衡狀態(tài)

(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)

靜電①導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度__________

平衡②導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面

③導(dǎo)體表面處的電場強(qiáng)度方向與導(dǎo)體表面______

④導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上

⑤在導(dǎo)體外表面越尖銳的位置，凈電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位

置幾乎沒有凈電荷

尖端導(dǎo)體尖端周圍電場使空氣_______，電離出的與導(dǎo)體尖端電荷符號(hào)相反的電荷與尖

放電端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷

靜電處于電場中的封閉金屬殼，由于內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為_______,從而外電場對(duì)殼內(nèi)

屏蔽儀器不會(huì)產(chǎn)生影響

【例7】如圖所示，在原來不帶電的空心金屬球殼外面放置一個(gè)正電荷。4、3、C三點(diǎn)分別位于球殼外

部、球殼實(shí)體中和球殼空腔內(nèi)。當(dāng)球殼處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是()

A.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于3點(diǎn)的電場強(qiáng)度

B.3點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于C點(diǎn)的電場強(qiáng)度

C.由于靜電屏蔽，C點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于0

D.由于靜電感應(yīng)，球殼內(nèi)表面感應(yīng)出電荷

答案精析

考點(diǎn)一

保持不變感應(yīng)得失電子L60Xl()r9整數(shù)電荷量質(zhì)量大小、形狀真空點(diǎn)電荷正比反

比9.0X109真空中靜止點(diǎn)電荷

討論交流對(duì)于兩個(gè)帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示。

①同種電荷：F<k當(dāng);②異種電荷：F>k*

丁4r4

判斷正誤

1.x2.73.x4.x5.x6.7

例1B［設(shè)X、丫兩帶電小球相距為r,開始時(shí)，X、Y間的庫侖斥力大小為F=k^

rz

2

X受到的庫侖力方向水平向左，由于X靜止在平衡位置。點(diǎn)，則彈簧的彈力大小為尸=*右，方向水平向

右，將Z與X接觸時(shí)，根據(jù)電荷分配原理可知，此時(shí)qx'=qz'=_2q

此時(shí)X、丫間的庫侖力大小為尸=存

rz

大小發(fā)生了變化，*受到的庫侖力方向?yàn)樗较蛴遥?的平衡位置發(fā)生了變化，X、丫系統(tǒng)的電勢能發(fā)生

了變化；當(dāng)Z再與丫接觸時(shí)，根據(jù)電荷分配原理可知，此時(shí)“=qz"=

整個(gè)過程中Z始終帶負(fù)電荷，故選B。］

例2D［由小球c所受庫侖力的合力的方向平行于“、6的連線，知a、6帶異種電荷。

12對(duì)C的庫侖力大小為

之靜qz?qc

6對(duì)c的庫侖力大小為2=|］必I②

若合力向左，如圖所示，

根據(jù)相似三角形得憶=普③

acbe

由①②③得曰同=怒=||,若合力向右，結(jié)果仍成立，D正確。］

例3A［三小球間距r均相等，對(duì)C球受力分析可知C球帶正電，根據(jù)平衡條件：Mgsina+喏=建臉，

對(duì)B球受力分析，根據(jù)平衡條件：Mgsina+小詈=噌，兩式聯(lián)立解得:qc=：q。,r=qo)7M；］，故A正

確，D錯(cuò)誤；對(duì)A、B、C三小球整體受力分析，根據(jù)平衡條件：3Mgsina=kox,彈簧伸長量為尤=必等竺，

故B錯(cuò)誤；對(duì)A球受力分析，根據(jù)平衡條件：Mgsina+尸庫;如:，解得A球受到的庫侖力為口庫=2Mgsin

a,故C錯(cuò)誤。］

［變式］C［要使三個(gè)點(diǎn)電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足“兩同夾異”“兩大夾小”“近小遠(yuǎn)大”的原則，

所以點(diǎn)電荷C應(yīng)在A的左邊，帶負(fù)電。設(shè)C帶電荷量為q,A、C間的距離為x,A、B間距離用廠表示，

由于點(diǎn)電荷C處于平衡狀態(tài)，所以歲=署1，解得x=0.2m,選項(xiàng)C正確。］

考點(diǎn)二

力的作用靜電力/電荷量q-V/m正電荷

q

判斷正誤

l.X2,X3、4.X

例4c［由A處試探電荷的尸一“圖線可得，該處的電場強(qiáng)度為Ei=^=4X105N/C,方向沿x軸正方向，

Q1

同理可得，B處的電場強(qiáng)度為E2=%=0.25X1()5N/C,方向沿x軸負(fù)方向，A、B錯(cuò)誤；由A、B的分析可

知，點(diǎn)電荷Q應(yīng)為負(fù)電荷，且在4