【高中物理】静电场教案讲义

静电场

一、基础知识

1.电场力的性质

（1）元电荷e=1.6×10-19C。

（2）静电现象：电荷在物体之间或内部的转移。

（3）静电平衡：导体中没有电荷定向移动的状态

（4）处于静电平衡的导体：a.内部场强E=0，表面场强方向与该表面垂直；b.表面和内部各点电势相等，整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面；c.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面；d.导体外表面越尖锐的位置，电荷密度越大，凹陷处几乎没有电荷。

（5）静电屏蔽：由于静电感应，1.导体外表面感应电荷的电场与外点场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零，从而外部电场影响不到导体内部；2.接导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。

（6）库伦定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间距

离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上。F=k Q1Q2

r2

,k=9×109Nm2/C2。条件：点电荷、真

空。

（7）电场：电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。静止电荷产生的电场称为静电场。

（8）电场强度：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电荷量q的比值。E=F

q

，单位N/C或

V/m。这是电场强度的定义式，而非决定式，场强大小决定于电场本身，与F、q无关。方向为正电荷在电场中所受的电场力的方向。

（9）点电荷场强计算式：E=k

Q r2

（10）电场线：画在电场中的有方向曲线，曲线上每点的切线方向就是该点的场强方向，电场线是假想的线。电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远。电场线在电场中不相交不相切。同一电场中，电场线越密集的地方场强越大。

2.电场能的性质

（1），描述电场能的性质，由电场本身决定，标量，正负只表示大小，电势为零的地方

场强不一定为零。

（2）电势差：U AB =WAB

q ，描述电场做功的本领，由电场本身的两点间差异决定，标量，正负只表示电势

的高低，零场强区域两点间电势差一定为零，电势差为零的两点间场强不一定为零。

（3）电势能：E P =φq ，描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领，由电荷量和该点电势二者决定，与参考点选取有关，有相对性，正电荷在正电势位置有正电势能：正正得正，正负得负，负负得正。场强为零，电势能不一定为零，电势为零，电势能一定为零。

（4）各物理量关系：匀强电场中U AB =Ed （d 为AB 间沿场强方向的距离），电势沿着场强方向降低最

AB =WAB q

, W AB =E PA -E PB 。 （5）静电力做功：W=Eqd ，W AB =E PA -E PB ，静电力做多少正功，电势能就减少多少，做多少负功，电势能就增加多少。

3.电容器，带点粒子在电场中的运动

（1）电容：C=Q U ，单位法拉（F ），1F=106μF （微法）=1012

pF （皮法）。平板电容器的电容C=εrS 4πkd

（2）带电粒子在匀强电场中运动：只有电场力做功、初速度为零，有12mv 2 - 12mv 02

=qU

二、常规题型

例1.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（ A ）

A. 2.4×10-19

C B. -6.4×10-19C C. -1.6×10-18C D. 4.0×10-17C

元电荷1.6×10-19

C ，整数倍

练习1.在电场中把元电荷作为电量的单位，下列说法正确的是（ D ）

A. 质子是元电荷

B. 电子是元电荷

C. 物体所带的电荷量叫做元电荷

D. 电子所带的电荷量叫做元电荷

练习2.两金属小球所带电荷量分别为+3Q和-Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为（B）

A. +3Q

B. +2Q

C. +Q

D. -Q

练习3.（2012•浙江）用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套，将笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是（ABC）

A. 摩擦使笔套带电

B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出异号电荷

C. 圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力

D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和

例2.不带电的金属球A与带正电的金属球B接触后也带正电，原因解释正确的是（ C）

A. B有部分正电荷转移到A球上

B. A有部分正电荷转移到B球上

C. A有部分电子转移到B球上

D. B有部分电子转移到A球上

带正电物体夺得电子的本领大于不带电的金属球，带正电的物体夺得电子，金属球失去电子带正电

练习1.如图所示，将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近，当导体BC达到静电平衡后，则下列说法正确的有（BCD）

A. 用导线连接BC两端，导线中有瞬时电流通过

B. 用手摸一下导体B端可使导体带正电

C. 导体C端电势等于B端电势

D. B和C端感应电荷在导体内部产生的场强大小沿BC方向逐渐减小

导体BC发生静电感应现象，静电平衡之后，内部场强处处为0，等势体、等势面，A错C对。B离A较近，导体处于正电荷的电场中，导体的电势为正，高于大地，用手触摸一下，大地的电子会定向移动到导体上，所以应该带负点，B错。感应电荷的电场电场强度与A电荷的电场强度大小相等方向相反，合场强为零，根

据E=k Q

r2

,A的场强延BC逐渐减小，所以BC的感应电荷的电场电场强度也逐渐减小，D对。

练习2.如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则