静电场知识点及历年高考题学生版

静电场

一、库伦定律与电荷守恒定律

1．库仑定律

（1）真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方

成反比，作用力的方向在他们的连线上。

（2）电荷之间的相互作用力称之为静电力或库伦力。

（3）当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之

间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷。类似于力学中的质点，也时一种理想化的模型。 2．电荷守恒定律

电荷既不能创生，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到物体的另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变，这个结论叫电荷守恒定律。

电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。 二、电场的力的性质

1．电场强度

（1）定义：放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值，叫该点的电场强度。

该电场强度是由场源电荷产生的。

（2）公式：q

F E =

（3）方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。负电

荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。 2．点电荷的电场

（1）公式：2r

Q K

E = （2）以点电荷为中心，r 为半径做一球面，则球面上的个点的电场强度大小相等，E 的方向沿着半径向里（负电荷）或向外（正电荷） 3．电场强度的叠加

如果场源电荷不只是一个点电荷，则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。 4．电场线

（1）电场线是画在电场中的一条条的由方向的曲线，曲线上每点的切线方向，表示该点的电场强度的方向，电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线。 （2）电场线的特点

电场线从正电荷或从无限远处出发终止于无穷远或负电荷；电场线在电场中不相交；在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；匀强电场的电场线是均匀的平行且等距离的线。 三、电场的能的性质

1．电势能

电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 2．电势

（1）电势是表征电场性质的重要物理量，通过研究电荷在电场中的电势能与它的电荷量的比值得出。

（2）公式：q

E P

=

ϕ （与试探电荷无关） （3）电势与电场线的关系：电势顺线降低。

（4）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势点的选择无关，大地或无穷远处的电势默认为零。 3．等势面

（1）定义：电场中电势相等的点构成的面。

（2）特点：一是在同一等势面上的各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功二是电场线一定跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 4．电场力做功

（1）电场力做功与电荷电势能变化的关系：

电场力对电荷做正功，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功，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势确定的，因而移动电荷做功的 值也势确定的，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由关，这与重力做功十分相似。 四、电容器、电容

1．电容器

任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成是一个电容器。（最简单的电容器是平行板电容器，金属板称为电容器的两个极板，绝缘物质称为电介质） 2．电容

（1）定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值

表达式：U

Q C =

（2）平行板电容器电容公式：Kd

S

C πε4= 五、带电粒子在电场中的运动

1．加速：21222

121mv mv qu -=

2．偏转：当带点粒子垂直进入匀强电场时，带电粒子做类平抛运动 粒子在电场中的运动时间 v

L

t = 粒子在y 方向获得的速度0

mdv qul

v y =

粒子在y 方向的位移2

2

2mdv qul y = 粒子的偏转角：2

arctan mdv qul

=ϕ

静电场单元综合测试

一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是( )

A ．电场线是客观存在的

B ．电场线越密，电场强度越小

C ．沿着电场线方向，电势越来越低

D ．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小

2．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q ，球2的带电量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变．由此可知( )

A ．n ＝3

B ．n ＝4

C ．n ＝5

D ．n ＝6

3．在某水平方向的电场线AB 上(电场线方向未标明，如图1所示)，将一受到水平向右恒定拉力的带电粒子(不计重力)在A 点由静止释放，带电粒子沿AB 方向开始运动，经过B 点时的速度恰好为零，则下列结论正确的是( )

A ．粒子的运动不可能是匀速运动，也不可能是匀加速运动

B ．可能A 点的电势高于B 点的电势，也可能A 点的电势低于B 点的电势

C ．A 处的场强可能大于B 处的场强

D ．粒子在A 、B 两点间移动时，恒力做功的数值大于粒子在A 、B 两点间的电势能之差的绝对值

4．空间有平行于纸面的匀强电场，一电荷量为－q 的质点(重力不计)，在恒定拉力F 的作用下沿虚线由M 匀速运动到N ，如图2所示，已知力F 和MN 间夹角为θ，MN 间距离为d ，则( )

A ．MN 两点的电势差为

Fd cos θq B ．匀强电场的电场强度大小为Fd cos θ

q

C ．带电小球由M 运动到N 的过程中，电势能减少了Fd cos θ

D ．若要使带电小球由N 向M 做匀速直线运动，则F 必须反向

5．如图3所示，AB 、CD 为一圆的两条直径且相互垂直，O 点为圆心．空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行．现让一电子先从A 点运动至C 点，电势能减少了E p ；又从C 点运动到B 点，电势能增加了E p .那么此空间存在的静电场可能是( )

A ．匀强电场，方向垂直于A

B 由O 点指向

C 点 B ．匀强电场，方向垂直于AB 由C 点指向O 点 C ．位于O 点的正点电荷形成的电场

D ．位于D 点的负点电荷形成的电场

6．一平行板电容器两极板间距为d ，极板面积为S ，电容为ε0S

d

，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间( )

A ．电场强度不变，电势差变大

B ．电场强度不变，电势差不变

C ．电场强度减小，电势差不变

D ．电场强度减小，电势差减小

图3

图1

图2