高三物理一轮复习电场

高中物理复习07-电场

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考纲要求：

第一节：库仑定律

一、点电荷和库仑定律

1．电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷

(1)电荷量是物体带电的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍．

(2)元电荷是最小的电荷量，电子和质子带有最小的电荷量，即e＝1.6×10－19 C.

(3)点电荷是一种理想化的模型，忽略带电体的大小和形状．

(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响，且要求在其占据的空间内场强“相同”，故其应为带电荷量“足够小”的点电荷．

2．库仑定律的理解和应用

(1)适用条件：真空中，静止的点电荷之间的作用。

①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式．

②当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．

(2)库仑力的方向：沿两点的连线向外（斥力）或向内（引力）。

二、库仑力作用下的平衡问题

1．分析库仑力作用下的平衡问题的思路

(1)确定研究对象．适当选取“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离．

(2)对研究对象进行受力分析．电子、质子等可不考虑重力，而尘埃、液滴等一般需考虑重力．

(3)列平衡方程(F 合＝0或F x ＝0，F y ＝0)或用平衡条件推论分析．

2．三个自由点电荷的平衡问题

(1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．

(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；

“两同夹异”——正负电荷相互间隔；

“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；

“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．

【例1】如图所示，电荷量为Q 1、Q 2的两个正电荷分别固定于A 点和B 点，

两点相距L ，在以L 为直径的光滑绝缘上半圆环上，穿着一个带电小球q(可视为点电荷)在P 点平衡，若不计小球的重力，那么PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系满足( )

A ．tan 2 α＝Q 1Q 2

B ．tan 2 α＝Q 2Q 1

C ．tan 3 α＝Q 1Q 2

D ．tan 3 α＝Q 2Q 1

【例2】 如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ，A

带电＋Q ，B 带电－9Q.现引入第三个点电荷C ，恰好使三个点电荷均在电场力

的作用下处于平衡状态，问：C 应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷量

为多少？

三、库仑力与牛顿定律相结合的问题

【例3】光滑绝缘的水平面上固定着三个带电小球A 、B 、C ，它们的质量均为m ，间距均为r ，

A 、

B 带等量正电荷q ，现对

C 球施一水平力F 的同时，将三个小球都放开，如图所示，欲使得三个小球在运动过程中保持间距r 不变，求：

(1)C 球的电性和电荷量；

(2)力F 及小球的加速度a

. 第二节：电场强度和电场线

一、场强的三个表达式的比较及场强的叠加

1．场强的三个表达式的比较

2.电场的叠加原理

多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵循平行四边形定则．

【例1】 如图甲所示，在一个点电荷Q 形成的电场中，Ox 坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为2.0 m 和5.0 m ．放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图象如图乙中直线a 、b 所示，放在A 点的电荷带正电，放在B 点的电荷带负电．求：

(1)B 点的电场强度的大小和方向；

(2)试判断点电荷Q 的电性，并说明理由；

(3)点电荷Q 的位置坐标．

【例2】如题图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶

点，正方体范围内电场强度为零的点有( )

A．体中心、各面中心和各边中点 B．体中心和各边中点

C．各面中心和各边中点 D．体中心和各面中心

二、对电场线的进一步认识

1．点电荷的电场线的分布特点(如图所示)

(1)离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．

(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，

在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同．

2．等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)

(1)两点电荷连线上各点，电场线方向从正电荷指向负电荷．

(2)两点电荷连线的中垂面(线)上，场强方向均相同，且总与中垂面(线)

垂直．在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连

线的中点)．

(3)关于O点对称的两点A与A′，B与B′的场强等大、同向．

3．等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)

(1)两点电荷连线中点O处场强为零．

(2)中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零．

(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小．

(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行．

(5)关于O点对称的两点A与A′，B与B′的场强等大、反向．

4．匀强电场中电场线分布特点(如图所示)电场线是平行、等间距的直线，

场强方向与电场线平行．

【例3】右图某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是( )

A．a点的电势高于b点的电势 B．该点电荷带负电

C．a点和b点电场强度的方向相同

D．a点的电场强度大于b点的电场强度

【例4】如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的负电荷(重力不计)，下列说法中正确的是( )

A．从P到O，可能加速度越来越小，速度越来越大

B．从P到O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大

C．越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小

D．越过O点后，加速度一直变小，速度一直变小

第三节：电势能与电势差

一、电势高低及电势能大小的比较方法

1．比较电势高低的几种方法

(1)沿电场线方向，电势越来越低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．

(2)判断出U AB的正负，再由U AB＝φA－φB，比较φA、φB的大小，若U AB＞0，则φA＞φB，若U AB ＜0，则φA＜φB.