高中物理静电场知识点总结及例题精讲

静电场的性质与电场强度应用知识点总结在物理学中，静电场是一个非常重要的概念，它与我们的日常生活和许多现代技术都有着密切的联系。

理解静电场的性质以及电场强度的应用，对于深入学习电磁学以及解决实际问题都具有关键意义。

一、静电场的性质1、库仑定律库仑定律是描述两个静止点电荷之间相互作用力的规律。

其表达式为：＄F ＝ k\frac{q_1q_2}｛r^2}＄，其中＄F$ 是库仑力，＄k$ 是库仑常量，＄q_1$ 和＄q_2$ 分别是两个点电荷的电荷量，＄r$ 是它们之间的距离。

库仑定律表明，两个点电荷之间的库仑力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

2、电场的物质性静电场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的物质。

它具有能量和动量，能够对处于其中的电荷施加力的作用。

3、电场的叠加原理如果空间中有多个点电荷，那么空间中某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

这就是电场的叠加原理。

4、静电场的高斯定理通过一个闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以介电常数。

高斯定理反映了静电场是有源场的性质。

5、静电场的环路定理静电场中场强沿任意闭合路径的线积分恒为零。

这表明静电场是保守场，静电力做功与路径无关，只与电荷的初末位置有关。

二、电场强度1、定义电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。

放入电场中某点的电荷所受的电场力＄F$ 与它的电荷量＄q$ 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，用＄E$ 表示，即＄E ＝＼frac{F}｛q}＄。

电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。

2、点电荷的场强点电荷＄Q$ 产生的电场中，距离点电荷＄r$ 处的场强大小为：＄E ＝ k\frac{Q}｛r^2}＄。

3、匀强电场电场强度大小和方向都相同的电场称为匀强电场。

在匀强电场中，电场线是平行且等间距的直线。

三、电场强度的应用1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中受到电场力的作用，其运动情况取决于电场的性质和粒子的初速度。

【下载后获高清完整版-独家优质】高中物理：静电场中的能量-必考知识点+例题详解1.电势能与电势⑴电势能：就像一个有质量的物体在重力场中具有重力势能一样，一个带电的电荷在电场中也有电势能。

回忆一下重力势能的描述：物体从某点运动到指定的零势能点，重力所做的功即为物体在该点的重力势能。

类似的，描述电势能也需要预先指定零势能点，带电电荷从某点运动到指定零势能点，电场力做的功称为电荷在该点的电势能。

电场中如果不做特殊说明的话一般指定无穷远处为零势能点。

所以通俗理解的话，一个电荷在某点的电势能就等于电场力把电荷从该点移动无穷远处所做的功，当然这个功可能是正功也可能是负功，所以电势能也可以是正值也可以是负值。

（注意，电势能一定是针对某个处于电场中的电荷来讲的）⑵电势：场强描述的是场的力的性质，电势则描述了场的能量性质，由场源电荷和具体位置决定，与处于电场中的检验电荷无关。

电势的直观理解是，如果场中某点的电势是φ，则当一个电荷量为q的电荷放在该点时，该电荷所具有的电势能为反之，我们也可以利用这个关系式去求电场中某点的电势，用电荷在电场中某一点的电势能除以它的电荷量所得的比值即为这一点的电势，，注意从电势的定义式上看，实际上已经默认了电势零点就是电势能的零点，也就是无穷远处。

①定义上看，电势等于场强对距离的积分当场源电荷Q为正电荷时，电势φ是正值，当场源电荷Q为负电荷时，电势φ也是负值。

从电场力做功正负的角度来看也容易理解这点。

②等势面必须垂直于电场线，否则电荷在等势面上移动就会受到电场力做的正功或负功，从而与等势面矛盾。

③顺着电场线的方向，电势将逐渐降低。

这也很好理解，因为电场力做正功，电势必然降低。

④电场中任意两点的电势差值称为电势差：电势差是一个只与电场及位置有关的量，在数值上等于场强对路径的积分显然，匀强电场中，，d为AB之间沿着电场线的距离。

积分为零意味着AB两点等电势。

*电势或电势差在距离上的导数即为场强。

高中物理必修三第九章静电场及其应用知识点梳理单选题1、如图所示，一固定的均匀带电圆环，圆心为O，带电量为Q。

MN为垂直于圆环的轴线，M、N两点距圆心均为r。

在圆心正下方2r的位置固定一电量为+q的小带电体。

在M点放置不同电量的试探电荷，试探电荷均可保持静止。

不计试探电荷的重力，静电力常量为k。

则N点的电场强度大小为（）A．0B．2k qr2C．k8q9r2D．k10q9r2答案：D在M点放置不同电量的试探电荷，试探电荷均可保持静止，即M点场强为零。

电量为+q的小带电体在M处产生电场强度为E M=kq(3r)2=kq9r2方向向上。

根据电场的叠加原理，带电圆环与小球在M处产生电场强度大小相等，方向相反，所以带电圆环在M处产生的电场强度大小E′M=kq 9r2方向向下根据对称性可以知道带电圆环在N处产生的电场强E N=kq 9r2方向向上电量为+q的小带电体在N处产生电场强度为E1=k q2 r2所N点处场强的大小为E′N=E N+E1=kq9r2+kqr2=k10q9r2故选D。

2、下列关于物理学史说法正确的是（）A．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验较准确地测出了引力常量B．伽利略用“冲淡”重力的方法研究得出自由落体运动是匀加速运动C．开普勒独立完成了观测行星的运行数据、整理观测数据、发现行星运行规律的全部工作D．元电荷e的数值，最早是由法国科学家库仑测得的答案：BA．牛顿发现了万有引力定律，但通过实验较准确地测出了引力常量的科学家是卡文迪什，A错误；B．伽利略用“冲淡”重力的方法研究得出自由落体运动是匀加速运动，B正确；C．开普勒是研究第谷的观测行星的运行数据，研究总结出开普勒三大定律的，C错误；D．元电荷e的数值，最早是由美国物理学家密立根测得的，D错误；故选B3、如图所示，在三角形ABC的A点和C点分别固定两个点电荷，已知B点的电场强度方向垂直于BC边向上，那么（）A．两点电荷都带正电B．两点电荷都带负电C．A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电D．A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电B点的电场强度方向垂直于BC边向上，则A点的点电荷在B处的电场强度方向是沿AB指向A，C点的点电荷在B处的电场强度方向是沿BC指向B，这样二者矢量和才能垂直于BC边向上，如图所示，则分析可知A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电，故D正确，ABC错误。

高中物理第九章静电场及其应用重点知识点大全单选题1、如图所示，面积足够大的、板间距离为d的两平行金属板竖直放置，与直流电压为U的电源连接，板间放一半径为R（2R<d）的绝缘金属球壳，C、D是球壳水平直径上的两点，则以下说法正确的是（）A．由于静电感应，球壳外表面以内不再有电荷B．由于静电感应，球壳中心O点场强为0C．用手摸一下球壳，再拿去平行金属板，球壳带正电D．用手摸一下球壳，再拿去平行金属板，球壳不带电答案：BA．由于静电感应，最终达到静电平衡状态，球壳外表面以内不再有多余的净电荷，并不是没有电荷，故A错误；B．达到静电平衡后，球壳处于静电平衡状态，外表面以内各点的电场强度均为0，故B正确；CD．球壳电势大于大地电势，手与大地是个等势体，用手摸一下球壳，负电荷会从大地流向球壳，再拿去平行金属板，球壳带负电，故CD错误。

故选B。

2、如图所示，两原长均为L、劲度系数相等的绝缘轻弹簧悬挂于O点，其另外一端各连接一个带电小球，平L。

两小球的质量均为m，重力衡时A球靠在光滑绝缘竖直墙上，OA长为2L且竖直；B球悬于空中，OB长为32加速度为g，则两球间的库仑力大小为（）A．12mg B．34mg C．mg D．2mg答案：B设OA、OB夹角为θ，B球的受力如图甲所示，构成的力的矢量三角形与△OAB相似，则有mg OA =F B OB即mg 2L =F B 3 2L可得F B=34 mg对AB两带电小球整体受力分析如图乙，根据平衡条件可得F A+F B cosθ=2mg 两弹簧完全相同F B=k L2=34mg则F A=kL=2F B=32 mg解得cosθ=2 3在力的矢量三角形中，应用余弦定理有F AB=√(mg)2+F B2−2mgF B cosθ=34 mg故B正确。

3、矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是（）A．B．C．D．答案：A导体处于静电平衡状态时，导体内部场强处处为0，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场场强大小相等，方向相反。

高二物理上册——静电场【一、库仑定律、电场强度：】1、电荷、电荷守恒⑴ 自然界中只存在两种电荷：正电荷、负电荷．使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电． ⑵ 静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带 异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷．⑶ 电荷守恒：电荷即不会创生，也不会消失，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部 分转移到另一部分；在转移过程中，电荷总量保持不变．（一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 代数和保持不变）⑷ 元电荷：指一个电子或质子所带的电荷量，用ｅ表示．ｅ＝1.6×10-19C2、库仑定律⑴ 真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比， 作用力的方向在它们的连线上．即：221rq kq F =其中k 为静电力常量， k =9.0×10 9 N m 2/c 2⑵ 成立条件：① 真空中（空气中也近似成立）， ② 点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响 可以忽略不计．（对带电均匀的球， r 为球心间的距离）． 3、电场强度⑴ 电场：带电体的周围存在着的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用， 这种力叫电场力．电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的．电场还具有能的性质． ⑵ 电场强度E ：反映电场强弱和方向的物理量，是矢量．① 定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F 跟它的电荷量ｑ的比值，叫该点的电场强度． 即：FE q=V/ｍ，Ｎ/Ｃ② 场强的方向：规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向．（说明：电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关，而是由该点的位置和场源电何来决定．） ⑶ 点电荷的电场强度：E ＝2Qkr ，其中Q 为场源电荷，E 为场中距Q 为r 的某点处的场强大小．对于求 均匀带电的球体或球壳外某点的场强时，r 为该点到球心的距离．⑷ 电场强度的叠加：当存在多个场源电荷时，电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度 的矢量和．⑸ 电场线：为形象描述电场而引入的假想曲线．① 电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．② 电场线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹． ③ 同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏．⑹ 匀强电场：电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线．【典型例题解析：】一、电荷守恒、库仑定律的理解1、两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先＂中和＂然后＂平均分配＂于两球．分配前后正、 负电荷之和不变．2、当求两个导体．．球间的库仑力时，要考虑电荷的重新分布，例：当两球都带正电时，电荷相互非斥而使 电荷主要分布于两球的外侧,此时r 将大于两球球心间的距离．3、库仑定律是长程力，当r →0时，带电体不能看成质点，库仑定律不再适用．4、微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力，当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力5、计算库仑力时，先将电荷量的绝对值代入进行计算，然后根据电性来判断力的方向．【例1】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r (可视为点电荷)，两者相互接触后再放回原来 的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( ) A.47 B. 37 C. 97 D. 1671、如图6－1－1，A 、B 是两个完全相同的带电金属球，它们所带的电荷量分别为+3Q 和+5Q ，放在光滑绝缘的水 平面上.．若使金属球A 、B 分别由M 、N 两点以相等的动能相向运动，经时间0t 两球刚好发生接触，然后两球 又分别向相反方向运动．设A 、B 返回M 、N 两点所经历的时间分别为1t 、2t .A ．21t t >B ．21t t <C ．021t t t <=D ．021t t t >=二、与电场力相关的力学综合的问题电场力可以和其它力平衡，也可以和其它力一起产生加速度，因此这类问题实质上仍是力学问题，仍是按力学问题的基本思路来解题，只不过多了一个电场力而已，特别是带电体之间的库仑力由于是一对相互作用力，因而考虑孤立带电体之间相互作用的过程时，一般可考虑用动量守恒；动能与电势能之和守恒来处理． 【例2】 如图6－1－2，在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷． ① 将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？ ② 若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？【例3】如图6－1－3，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ， A 、B 电荷量都是+q ．给C 一个外力F ，使三个小球保持相对静止共同加速运动． 求：C 球的带电性和电荷量；外力F 的大小．2、两根绝缘细线分别系住a 、b 两个带电小球，并悬挂在O 点，当两个小球静止时， 它们处在同一水平面上，此时βα<，如图所示6－1－5，现将两细线同时剪断， 在某一时刻（ ）A ．两球仍处在同一水平面上B ．a 球水平位移大于b 球水平位移C ．a 球速度小于b 球速度D ．a 球速度大于b 球速度 三、电场与电场线场强是矢量，叠加遵循平行四边形定则，场强的叠加是高考的热点，是本节的重点，需要重点突破． 电场线是认识和研究电场问题的有利工具，必须掌握典型电场的电场线的分布，知道电场线的切线方向与场强方向一致，其疏密可反映场强大小．清除对电场线的一些错误认识． 【例4】等量异种点电荷的连线和中垂线如图6－1－6示，现将一个带负电的 检验电荷先从图中的a 点沿直线移动到b 点，再从b 点沿直线移动到c）A ．所受电场力的方向不变B ．所受电场力的大小恒定C ．b 点场强为0，电荷在b 点受力也为0D ．在平面内与c 点场强相同的点总共有四处 3、如图6－1－8，M 、N 为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P 点（离O 点很近）放一静止的点电荷q (负电荷)，不计重力，下列说法中正确的是（ ）A ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C ．点电荷运动到O 点时加速度为零，速度达最大值图6－１－2 图6－5－ 1图6－1－3 图6－5－ 1图6－1－5 图6－5－ 1 图6－1－ 6图6－1－８ 图6－5－1D ．点电荷越过O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零 四、如何运用场强的三个表达式分析问题1、定义式F E q=：适用一切电场，E 与试探电荷q 的电荷量及所受电场力F 无关，与试探电荷是否存在无关．2、决定式2Q E k r=：只适应于真空中的点电荷，E 由场源电荷Q 及研究点到场源电荷的距离r 有关．3、关系式：U E d=；只适应于匀强电场，d 是指场中两点沿电场线方向上的距离．【例5】如图示6－1－10，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬 挂在O 点．静止时A 、B 相距为d ．为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法 A ．将小球B 的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍 C ．将小球B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍4、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况， 正确的是（ ）5、如图6－1－12，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子从A 运动到B ，在电场中运A ．若粒子是从A 运动到B ，则粒子带正电；若粒子是从B 运动到A ，则粒子带负电 B ．不论粒子是从A 运动到B ，还是从B 运动到A ，粒子必带负电C ．若粒子是从A 运动到B ，则其加速度变大D ．若粒子是从B 运动到A ，则其速度减小6、如图6－1－13，一电子在某一外力作用下沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右【学生课后练习题：】1、带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：① 在电场线上运动，A B C D图6－1－10图6－1－12②A. 一个带正电的点电荷形成B. 一个带负电的点电荷形成C. 两个分立的带等量负电的点电荷形成D. 两块平行、带等量异号电荷的无限大平板形成 2、在同一电场中的A 、B 、C 三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象 如图6－1－14，则此三点的场强大小E A 、E B 、E C 的关系是 （ ） A ．E A ＞E B ＞E C B ．E B ＞E A ＞E C C ．E C ＞E A ＞E B D ．E A ＞E C ＞E B3、如图6－1－15，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电．a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ B ）A. 1FB. 2FC. 3FD. 4F4、A 、B 是某＂点电荷＂产生的电场中的一条电场线，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用， 并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图6－1－16.则（ ）A ．电场力B A F F < B ．电场强度B A E E =C ．该点电荷可能带负电D ．该点电荷一定在B 点的右侧 5、如图6－1－17， A 、B 为两个带异种电荷的质点，且AB 电量之比这１：３，在A 附近有一带电质点P ，只受 电场力作用下从静止开始沿AB 连线向右运动，则它的加速度大小 ( ) A ．不断增大 B ．不断减小 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小6、如图6－1－18在匀强电场中，有一质量为m ，电量为q 的小球从A 点由静止释放，运动轨迹为一直线，该直 线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强大小具有 ( ) A ．唯一值，q m g θtan B ．最大值，qm g θtanC ．最小值，qm g θsin D ．最大值，q m g7、用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们 带上同种电荷时，相距L 而平衡，如图6－1－19．若使它们的带电量都减少一图6－1－15图6－1－17图6－1－18图6－1－14图6－1－16A ．大于L /2B ．等于L /2C ．小于L /2D ．等于L8、两个正点电荷Q 1＝Q 和Q 2＝4Q 分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A 、B 两点，A 、B 两点相距L ， 且A 、B 两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图6－1－20． ⑴ 现将另一正点电荷置于A 、B 连线上靠近A 处静止释放，求它在AB 连线上运动过程中达到最大 速度时的位置离A 点的距离．⑵ 若把该点电荷放于绝缘管内靠近A 点处由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的 位置在P 处．试求出图中PA 和AB 连线的夹角θ．【二、电场能的性质：】1、电势能、电势、电势差、等势面的概念⑴ 电势能：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能，规定零势点后，电荷在某点的 电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功．不同的电荷在同一点所具有的电势能不一样： p E =q ϕ．电势φ：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势．电势φ的大小与试探电荷大 小无关． 定义式：ϕ=P E qV ＝１J/C意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能．相对性：某点的电势与零电势点的选取有关．通常取无限远或大地的电势为零．图6－1－19Q 2Q 1PA BO θ图6－1－20 图6－5－1标量性：电势只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低．电场线也可 判定电势高低：沿着电场线方向，电势越来越低．等势面：即电势相等的点构成的面．电场线与等势面垂直．并由电势 高 的等势面指向电势 低 的等势 面．沿等势面移动电荷，电场力不做功．电势差U ：电场中两间电势之差，也叫电压．AB U =A B ϕϕ-，ABU =BA U -．2、电场力做功① 静电力做功的特点：在电场中确定的两点间移动电荷时，它的电势能的变化量是确定的，移动电荷时电场 力做的功也是确定的，和重力做功一样，与路径无关（只与这两点间电势差有关）．② 电场力做功与电势能改变的关系：静电力做正功，电势能减小，电势能转化为其它形式的能量；静电力做 负功，电势能增加，其它形式的能转化为电势能．静电力做的功等于电势能的减少量： AB W =PA PB E E -＝()A B q ϕϕ-＝A B qU 或A B A B W U q=3、匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离．．．．．．．．的乘积．AB U Ed = 或 A B U E d=注意： ① 上式只适用于匀强电场． ② d 是沿场方向上的距离．【典型例题解析：】一、静电力做功及电势差、电势能的计算方法: 静电力做功与路径无关，只与初末位置有关．计算方法：⑴ 用功的定义式W =FS cos θ来计算（F 为恒力，仅适用于匀强电场中）．⑵ 用“静电力做的功等于电势能的减少量”来计算，即AB W =PA PB E E -＝q(φA －φB )＝A B qU 适用于任何电场．但A B W 、A B U 均有正负，要带符号进行运算． ⑶ 用由动能定理计算．【例1】 将一正电荷q ＝1×10-5C 从无穷远处移向电场中Ｍ点，电场力做功为6.0×10-5J ，若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10-5J ，则 ⑴ M 、N 两点的电势φm 、φn 之间关系正确的是（ ）A ．φm ＜φn ＜0B ．φn ＜φm ＜0C ．φn ＜φm ＜0D ．φm ＞φn ＞0⑵ NM 两点间电势差为．⑶ 正电荷在M 点的电势能为．负电荷在M 点的电势能．1、如图所示，匀强电场的方向水平向右．一个质量为m ，电荷量为+q 的小球， 以初速度v 0从a 点竖直向上射入电场中，小球通过电场中的b 点时速度为 2v 0，方向恰好水平向右．由此可以判定 ⑴ a 、b 两点间的电势差是 ( ) A.22o mv qB.23o m v qC.232o m v qD.22o m v q⑵ 从a 到b，该电荷的电势能是增加了还是减少了 ；改变了多少．⑶ 该匀强电场的电场强度E 等于 ．⑷ 粒子沿场强方向前进的距离为 ． 竖直上升高度为 ．二、电场中电势、电势能高低的判定 1、根据场源电荷判断（取无穷远为0势点）离场源正电荷越近：电势越高（电势大于0），正检验电荷的电势能q φ越大，负检验电荷的电势能q φ越小． 离场源负电荷越近：电势越低（电势小于0），正检验电荷的电势能q φ越小，负检验电荷的电势能q φ越大． 2、根据电场线判断电势、电场力做功判断电势能顺着电场线的方向，电势一定依次降低，与放入场中的检验电荷的正、负无关．而电势能q φ则与q 有关． 电场力对（正、负）电荷做正功，该电荷的电势能一定减少，由φP E q=知当q 为正时，电势φ亦减小，当q 为负时，电势φ反而增加．【例2】如图6－2－2，固定在Q 点的正点电荷的电场中有M 、N 两点，已知MQ ＜NQA ．若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少B ．若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C ．MN 两点由于没在同一条电场线上，因而无法比较其电势高低D ．若把一负的点电荷从M 点沿直线移到N 点，再从N 点沿另一路径移回到M 点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变【例3】如图6－2－3，在粗糙绝缘的水平面上固定一点电荷Q ，在M 点无初速释放一带有恒定电量的小物块， 小物块，在Q 的电场中运动到N 点静止，则从M 点运动到NA 、小物块所受电场力逐渐减小B 、小物块具有的电势能逐渐减小C 、M 点的电势一定高于N 点的电势D 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功2、a 、b 中为竖直向上的电场线上的两点，一带电粒子在a 点由静止释放，沿电场线向上运动，到b 点时恰好速度为零，下列说法正确的是 （ ）ab 2v 0v 0 E图6－2－1图6－2－3图6－2－2A ．带电粒子在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的B ．a 点的电势比b 点的电势高C ．带电粒子在a 点的电势能比在b 点的电势能小D ．a 点的电场强度比b 点的电场强度大三、电场线、等势面、运动轨迹的综合问题① 电场线的切线方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小． ② 电场线互不相交，等势面也互不相交． ③ 电场线和等势面互相垂直．④ 电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向．⑤ 电场线密的地方等差等势面密，电场强度越大；等差等势面密的地方电场线也密． ⑥ 而轨迹则由力学性质来决定，即轨迹总是向合外力所指的方向弯曲． 【例4】图6－2－4中A 、B 、C 、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A 、B 、C三点的电势分别为φA =15 V ，φB =3 V ，φC =－3 V ，由此可得D 点电势φD =____ V.试画出电场线的方向？【例5】如图6－2－6，虚线a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab = U bc ，实线 为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A ．P 点电势高于Q 点电势 B ．带电质点在P 点具有的电势能比在Q 点具有的电势能大 C ．带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时大 D ．带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时大3、如图6－2－7，在P 和Q 两处固定着等量异号的点电荷+q 和－q ，B 为其联结的中点，MN 为其中垂线，A 和C 为中垂线上的两点，E 和D 是P 、Q 连线上的两点，则（ ）A ．A 、B 、C 三点点势相等 B ．A 、B 、C 三点场强相等C ．A 、B 、C 三点中B 点场强最大D ．A 、B 、C 、D 、E 五点场强方向相同4、如图6－2－8，把电量为－5×10－9C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能＿＿＿（选填“增大”、“减图6－2－7图6－2－8 图6－5－ 1CADB图6-2-4图6－2－6小”或“不变”）；若A 点的电势φA ＝15V ，B 点的电势φB ＝10V ，则此过程中电场力做的功为＿＿＿＿J ． 5、带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10－4J 的功．则( ) A ．M 在P 点的电势能一定小于在Q 点的电势能 B ．P 点的场强小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能【学生课后练习题：】1、某一匀强电场的电场线如图6－2－9，把一正电荷从B 点移到A 点．关于这个过程 中电场力做功的正负及A 、B）A ．电场力做正功，B 点的电势高于A 点 B ．电场力做正功，A 点的电势高于B 点C ．电场力做负功，B 点的电势高于A 点D ．电场力做负功，A 点的电势高于B 点2、如图6－2－10，实线为电场线，虚线为等势线，且AB =BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ， 电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ，AB 、BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ，则下列关系中正确的有 A ．A ϕ＞B ϕ＞C ϕ B ．E C ＞E B ＞E A C ．U AB ＜U BC D ．U AB ＝U BC3、如图6－2－11，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中只受电场力作用的运动轨迹， a 、b 为轨迹上的两点，以下判断正确的是： （ ） A ．电荷从a 到b 加速度减小 B ．b 处电势能大，电势较高C ．由于电场线的方向未知，故电荷所受电场力方向不知D ．电荷在b 处速度比a 处小4、空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负氧离子的方法最常见的是电晕放电法，如图6－2－12， 一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V 左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子 (O 3-)排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5mm ，且视为匀强电场，电场强度为E ，电场对负氧 离子的作用力为F ，则（ ）A 、E =103N/C ，F =1.6×10-16N B 、E =106N/C ，F =1.6×10-16N图6－2－10 图6－5－ 1图6－2－12 图6－5－ 1图6－2－9图6－2－13图6－2－14图6－2－11C 、E =103N/C ，F =1.6×10-13ND 、E =106N/C ，F =1.6×10-13N5、静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa 的a 点运动至电势为φb 的b 点．若带电粒子在a 、b 两点 的速率分别为v a 、v b ，不计重力，则带电粒子的比荷q /m ，为 ( )A ．22a b b a ϕϕ--v vB ．22b a b a ϕϕ--v v C ．222()a b b a ϕϕ--v v D ．222()b a b aϕϕ--v v 6、图6－2－13中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV ． 当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV ）A 、8eVB 、13eVC 、20eVD 、34eV7、如图6－2－14，在y 轴上关于ｏ点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ，在x 轴上C 点有点电荷-Q 且CO =OD ，∠ADO =60A. O 点电场强度为零B. D 点电场强度为零C. 若将点电荷+q 从O 移向C ，电势能增大D. 若将点电荷-q 从O 移向C ，电势能增大8、如图6－2－15，处于同一条竖直线上的两个点电荷A 、B 带等量同种电荷，电荷量为Q ；G 、H 是它们连线的 垂直平分线．另有一个带电小球C ，质量为m 、电荷量为＋q （可视为点电荷），被长为l 的绝缘轻细线悬挂于 O 点，现在把小球C 拉起到M 点，使细线水平且与A 、B 处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C 向下运 动到GH 线上的N 点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向上的夹角θ＝30º．试求： ⑴ 在A 、B 所形成的电场中，MN 两点间的电势差，并指出M 、N 哪一点的电势高．⑵ 若N 点与A 、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为x 的正三角形，则小球运动到N 点瞬间， 轻细线对小球的拉力F T （静电力常量为k ）．【三、电容器 静电现象的应用：】1、电容器：⑴ 任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体都可以构成电容器．⑵ 把电容器的两个极板分别与电池的两极相连，两个极板就会带上等量异种电荷．这一过程叫电容器的充电． 其中任意一块板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的带电量；用导线把电容器的两板接通，两板上的电荷C AMO θ BNGH 图6－2－15将发生中和，电容器不再带电，这一过程叫做放电．2、电容：⑴ 电容器所带的电量Q 跟两极板间的电势差U 的比值，叫做电容器的电容，用符号C 表示． ⑵ 定义式：C =QU,若极板上的电量增加ΔQ 时板间电压增加ΔU ,则C =Q U V V ．⑶ 单位：法拉，符号：F ，与其它单位的换算关系为：１F ＝106F m ＝1012pF⑷ 意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加 １V 所增加的电量．3、平行板电容器：⑴ 一般说来，构成电容器的两个导体的正对面积S 越大 ，距离d 越小，这个电容器的电容 就越大；两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容．⑵ 表达式：板间为真空时：C =4skd p ，插入介质后电容变大r e 倍：C =4r s kde p ，k 为静电力常数， r e 称为相对（真空）介电常数． 说明：QC U=是电容的定义式，它在任何情况下都成立，式中C 与Q 、U 无关，而由电容器自身结构决定． 而4r s C kde p =是电容的决定式，它只适用于平行板电容器，它反映了电容与其自身结构S 、ｄ、r e 的关系．4、静电平衡状态下的导体：⑴ 处于静电平衡下的导体，内部合场强处处为零．⑵ 处于静电平衡下的导体，表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直． ⑶ 处于静电平衡下的导体是个等势体，它的表面是个等势面． ⑷ 静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布于导体的外表面．导体表面，越尖的位置，电荷密度越大，凹陷部分几乎没有电荷．5、尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近电场很强，能使周围气体分子电离，与尖端电荷电性相反的离子 在电场作用下奔向尖端，与尖端电荷中和，这相当于使导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电．如高压线 周围的“光晕”就是一种尖端放电现象，避雷针做成蒲公花形状，高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、 防止尖端放电．6、静电屏蔽：处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的合场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部 不受外电场的影响，这就是静电屏蔽．如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方还有两导线与地相 连等都是静电屏蔽在生活中的应用．【典型例题解析：】一、处理平行板电容器相关量的变化分析进行讨论的依据主要有三个：⑴ 平行板电容器的电容4r s C kde p =∝r s de ，⑵ 平行板电容器内部是匀强电场E =Ud； ⑶ 电容器所带电量Q =CU 或Q C U =V g V 【例1】如图6－3－1的电路中，电容器的两极板始终和电源相连，若将两极板间 的距离增大，电路中将出现的情况是（A. 有电流流动，方向从a 顺时针流向bB. 有电流流动，方向从b 逆时针流向aC. 无电流流动D. 无法判断1、平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电完毕后，两极板间的电压是U ，充电荷量为Q ，两极板间场强为E ，电容为C ,如果电容器充电完毕后与电源断开.将两板间距离减小，引起变化情况是A ．Q 变大B ．C 变大C ．E 不变D ．U 变小二、带电粒子在平行板电容器内部运动和平衡的分析：【例2】平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止， 如图6－3－2A. 将电容器的下极板稍稍下移；B. 将电容器的上极板稍稍下移；C. 将S 断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；D. 将S 断开，并把电容器的上极板稍稍下移。

一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场，它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。

2. 静电场的性质：静电场是保守场，即电荷在静电场中移动时，其电势能的变化量与路径无关，只与初末位置有关。

3. 静电场的强度：静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度，用符号E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。

二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量，它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。

2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量，它的单位是伏特(V)。

3. 电场强度与电势的关系：电场强度E等于电势V在空间中的梯度，即E=dV/dr。

三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律，它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。

2. 高斯定律的数学表达式：∮E·dA=Q/ε0，其中∮表示对闭合曲面进行积分，E是电场强度，dA是闭合曲面上的微小面积元，Q是闭合曲面内部的总电荷量，ε0是真空中的电常数。

四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量，它的单位是法拉(F)。

2. 电容器的储能公式：W=1/2CV^2，其中W是电容器储存的能量，C是电容，V是电容器两端的电压。

3. 电容器的串联和并联：电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容，串联时总电容减小，并联时总电容增大。

五、电场线与电势线1. 电场线：电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线，它的切线方向即为电场强度的方向。

2. 电势线：电势线是用来形象地表示电势分布的曲线，它的切线方向即为电势梯度的方向。

3. 电场线与电势线的关系：电场线总是从正电荷出发，指向负电荷，而电势线则从高电势区域指向低电势区域。

六、导体与绝缘体1. 导体：导体是电荷容易通过的物质，如金属、石墨等。

2. 绝缘体：绝缘体是电荷不容易通过的物质，如橡胶、玻璃等。

3. 静电平衡：当导体处于静电平衡状态时，导体内部的电场强度为零，导体表面上的电荷分布均匀。

第一章静电场一、基本公式二、带电粒子在电场中的运动（1）平衡问题：静止或匀速直线运动mg=Eq（电场力与重力的平衡）（2）带电粒子在电场中的加速问题：E ∥v 0 （不计重力）（3）带电粒子在电场中的偏转问题： E ⊥v 0 （不计重力）处理方法：类平抛运动①垂直电场线的方向（水平）：速度为v 0匀速直线运动②平行电场线的方向（竖直）：初速度为0的匀加速直线运动在偏转电场中，在竖直方向： 粒子的加速度 2F Eq U qa m m md===设类平抛的水平距离x若能飞出电场水平距离为L ，若不能飞出电场则水平距离为x飞行的时间：tLt x t ==① （从正中央进入）能飞出电场则：y ≤d/2 ② （从边缘进入）能飞出电场则：y ≤d竖直方向：221at y = 匀加速运动 ③v 0 y U d竖直方向：分速度: at v y=④出电场时速度的偏角：0tan v v y =θ ⑤合速度：220y v v v += ⑥由①②③④⑤可得：飞 行 时间：t=L/v O 竖直分速度：02mdv qLU v y =侧向偏移量：d mv qL U y 20222= 偏向角：Lyd mv qL U 21tan 202==θ（4）带电粒子先在加速电场U 1中加速后，再进入偏转电场U 2用：2'2'L L L y y +=可求'y飞 行 时间：t=L/v O 侧向偏移量：dU L U y 1224=屏上偏移量：ｙ＇＝d U L L L U 124)2('+ 偏向角：dU LU 122tan =θ【小结】（1）一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同，即：不同粒子的侧移量y ，偏向角θ都相同。

（2）飞越偏转电场的时间t 不同，此时间与加速电压U 1、粒子电量q 、质量m 有关。

附1：知识网络附1：重力场与电场的比较。

版高中物理必修二静电场及其应用知识点总结归纳静电场及其应用是高中物理必修二中的重要内容，理解和掌握这部分知识点对于学生的物理学习和科学研究具有重要意义。

下面将对静电场及其应用的知识点进行总结归纳。

1.静电现象：物体由于分子内部的不平衡电荷而产生的电性现象，主要有充电、放电、电感应等。

其中充电包括摩擦充电、接触充电和感应充电。

2.质点带电：质点带电是指一个物体带有静电。

电量以元素e（即电子电荷）为单位，通常用e或e-表示。

3.带电体与电场：带电体产生电场，电场是由带电体周围的空间中带点电荷所产生的。

电场是一个向量，具有大小和方向。

对于点电荷来说，电场的强度与距离的平方成反比。

4.电场的力作用：点电荷受到电场力的作用，该力的大小与点电荷的电量和电场强度成正比，与两者的正负关系有关。

电场力是一个矢量，方向与电场强度方向一致。

5.超导体中的电场：在超导体内部，电荷总是位于超导体表面。

当超导体带有净电荷时，电场存在于超导体表面。

6.高分辨电子显微镜：高分辨电子显微镜利用电子束的散射和形成显微图像，在纳米尺度上对物体进行观察和研究。

7.静电感应：当一个导体靠近带电体时，它的一部分自由电子将被靠近的带电体排斥到导体的另一端，导体两端产生电荷，这种现象称为静电感应。

8.高斯定律：高斯定律是用于计算电场的一种方法。

它表明，以一个面为界的闭合曲面上，通过该面的电场通量与该闭合曲面所围体积内的电荷量成正比。

9.静电能：静电能是指由静电场所带来的能量，主要表现为带电体之间的相互作用能。

10.电势能和势差：电势能是指电荷由一个位置移动到另一个位置时，由于其所处位置的不同而具有的能量。

势能的改变量称为势差，也称为电势差。

11.电容：电容是指导体中存储电荷的能力。

电容的大小与导体的几何形状，导体之间的距离和导体的介电常数有关。

12.平行板电容器：平行板电容器是由两个平行的金属导板和之间的绝缘层组成。

其电容与导板的面积、导板之间的距离和绝缘层的介电常数有关。

必修3-1 第一章 静电场库仑定律【重难点知识归纳及讲解】 （一）电荷 库仑定律 1、电荷守恒定律和元电荷自然界中只有两种电荷，正电荷和负电荷。

电荷的多少叫做电荷量，正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。

同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

使物体带电的方法有：（1）摩擦起电；（2）接触带电；（3）感应起电。

不管哪种方式使物体带电，都是由于电荷转移的结果。

元电荷e=1.60×10－19C. 2、电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，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另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。

这个结论叫做电荷守恒定律。

3、比荷：电子电量e 和电子静质量m 的比值（e/m ），叫做比荷。

约等于1.76×10^11C/kg4、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

（1）公式rQQ kF 221（2）k=9.0×109N·m 2/c 2（3）适用于点电荷（注意：看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的尺寸5、由于物体带电是由于电荷的转移，可知，物体所带电荷量或者等于电荷量e ，或者等于电荷量e 的整数倍。

电荷量e 称为元电荷，e=1.60×10－19C ，比荷C/kg.6、点电荷：如果带电体的距离比它们自身的大小大得多，带电体的大小和形状忽略不计。

这样的带电体可看作点电荷，它是一种理想化的物理模型。

（二）电场电场强度1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。

2、电场是一种特殊的物质形态。

3、电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

（1）公式E＝F/q（2）单位V/m1V/m=1N/C（3）矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。

静电场的高考知识点总结静电场作为物理学中的一个重要概念，常常在高考物理中出现。

理解和掌握静电场的相关知识点，对于高考物理试题解答至关重要。

本文将对静电场的相关知识点进行总结与探讨。

一、电荷与电场静电场的核心概念是电荷与电场。

电荷是电磁学基本粒子的一种属性，可以分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

在电荷周围存在着电场，电荷通过电场相互作用。

二、库仑定律库仑定律是解释电荷相互作用的基本定律。

它表达了两个电荷间作用力与电荷的数量和距离的关系。

根据库仑定律，作用力与电荷数量的乘积成正比，与距离的平方成反比。

这个关系可以用公式表示为：\[F = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2}\]其中，F为两个电荷间的作用力，q1和q2分别为两个电荷的大小，r为两个电荷间的距离，k为比例常数。

三、电场强度和电势差在电场中，每个点都存在着电场强度和电势差。

电场强度表示单位点电荷所受到的力的大小，用E表示。

而电势差表示单位正电荷从某一点移动到另一点时所做的功，用ΔV表示。

电场强度的计算公式为：\[E = \frac{F}{q_0}\]其中，F为电荷所受的作用力，q0为单位点电荷的大小。

电势差的计算公式为：\[\Delta V = \frac{W}{q_0}\]其中，W为电荷在电场中所做的功。

四、电场力线电场力线是用来表示电场特性的一种图示方法。

电场力线通常从正电荷出发，以箭头表示力的方向。

电场力线根据密度来表示电场强度的大小，密度越大，表示电场强度越大。

五、电容器与电容量电容器是用来存储电荷和电能的装置。

电容器由两个导体板以及介质组成。

导体板上的电荷越大，电容器存储的电能越多。

电容量表示电容器存储电量的能力，用C表示。

电容量的计算公式为：\[C = \frac{Q}{\Delta V}\]其中，Q为电容器的储存电量，ΔV为电容器的电势差。

六、高斯定理高斯定理是求解电场中电场强度的重要方法之一。