2025高考物理总复习静电场中力的性质

第九章静电场考情分析试题情境生活实践类人体带电头发散开，尖端放电，避雷针，静电吸附，直线加速器，示波器，静电加速器学习探究类观察静电感应现象，探究电荷间的作用力的影响因素，库仑扭秤实验，模拟电场线，观察电容器的充、放电现象第1课时目标要求1.掌握库仑定律的内容及条件，并会用来解决问题。2.理解电场强度的定义，并会计算电场强度的大小，判断电场强度方向。3.理解电场线的特点，会用电场线的特点解决相关问题。静电场中力的性质内容索引考点一

电荷守恒定律库仑定律考点二

电场、电场强度考点三

电场线的理解及应用课时精练><考点一电荷守恒定律库仑定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷：e＝

C，所有带电体的电荷量都是元电荷的______倍。(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的__________及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的理想化模型。1.60×10－19整数4大小、形状2.电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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

。(2)三种起电方式：摩擦起电、

起电、接触起电。(3)带电实质：物体

。保持不变感应得失电子(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带

电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先

，余下的电荷再

。公式：q1′＝q2′＝等量同种中和平分3.库仑定律(1)内容

中两个静止

之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成

，与它们的距离的二次方成

，作用力的方向在它们的连线上。(2)表达式F＝

式中k＝

N·m2/C2，叫作静电力常量。真空点电荷正比反比9.0×109(3)库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互

，异种电荷相互

。(4)说明①F＝

r指两点电荷间的距离。对于可视为点电荷的两个均匀带电绝缘球体，r为两球的球心间距。②当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。排斥吸引思考两个带电金属球带电荷量分别为q1、q2，相距为r，距离较近，不能看成点电荷，它们之间的库仑力会受到什么影响？答案对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示。1.某带电体所带的电荷量可以是5×10－19C。(

)2.体积很大的带电体有时也可以看作点电荷。(

)3.两个带异种电荷的金属球接触时，正电荷从一个球转移到另一个球。(

)4.相互作用的两个点电荷，电荷量大的受到的库仑力也大。(

)√××××根据电子在M点的受力情况可知Q1为负电荷，Q2为正电荷，根据库仑定律F＝

结合矢量的合成可知Q1小于Q2。故选C。例1

(2024·江苏扬州市期中)两个点电荷的电荷量分别为Q1、Q2，M、N为其连线的中垂线上的两点，电子在M、N两点所受静电力的方向如图中箭头所示，则A.Q1为正电荷 B.Q2为负电荷C.Q1小于Q2 D.Q1大于Q2√例2

(2023·江苏盐城中学校考)如图所示，固定一带电荷量为＋q的小球a的绝缘支架放在电子秤上，此时电子秤示数为F1，现将带等量负电的另一相同小球b移至距离小球a正上方L处时，电子秤示数为F2，若将另一个相同的但不带电小球c与a球碰一下后拿走，此时电子秤示数为F3，则A.F2＝2F1 B.F2＝2F3C.F1＋F2＝2F3 D.F2＋2F3＝3F1√将带等量负电的另一相同小球b移至距离小球a正上方L处时，电子秤示数为小球a所受重力和库仑力之差，即F2＝F1－F库，若将另一个相同的但不带电小球c与a球碰一下后拿走，因此有F1－F2＝2(F1－F3)，整理得F1＋F2＝2F3，故选C。库仑力作用下的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：返回电场、电场强度><考点二1.电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质；(2)基本性质：对放入其中的电荷有

。2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的

与它的

的比值。(2)定义式：E＝___；单位：N/C或

。力的作用静电力F电荷量qV/m(3)矢量性：规定

在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向。3.点电荷的电场：真空中与场源电荷Q相距为r处的电场强度大小为E＝_____。正电荷1.电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比。(

)2.由E＝

知，当试探电荷的电荷量q变为一半时，电场强度E变为2倍。(

)3.点电荷电场强度的公式E＝

表明，点电荷Q周围电场强度的大小与电荷量Q成正比。(

)4.电场中某点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向。(

)××√×例3真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m，如图甲所示。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。忽略A、B间的作用力。下列说法正确的是A.B点的电场强度大小为0.25N/CB.A点的电场强度的方向沿x轴负方向C.点电荷Q的位置坐标为0.3mD.点电荷Q带正电荷√例4在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d。已知a点的电场强度大小为E，方向与ab连线成60°角，b点的电场强度方向与ab连线成30°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的电场强度大小为√将电场强度E、Eb反向延长，交点即为点电荷Q所在的位置，如图所示，由于电场方向向外，故该点电荷Q带正电，根据几何知识可得，a点到点电返回电场线的理解及应用><考点三1.电场线的特征(1)电场线是

的，实际电场中

。(2)电场线起始于

电荷(或无限远)，终止于

(或负电荷)。静电场的电场线

。(3)电场线不

，也不

。(4)电场线的

反映电场的强弱。(5)电场线不表示电荷在电场中运动的

。假想不存在正无限远不闭合相交相切疏密程度轨迹2.六种典型电场的电场线比较等量异种点电荷等量正点电荷电场线分布图

电荷连线上的电场强度沿连线先变

后变___O点

，但_______O点为___3.两种等量点电荷电场线的比较小大最小不为零零比较等量异种点电荷等量正点电荷中垂线上的电场强度O点

，向外逐渐____O点

，向外____________关于O点对称位置的电场强度A与A′、B与B′、C与C′等大_____等大_____最大减小最小先变大后变小同向反向4.电场线的应用(1)判断电场强度的大小：电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小。(2)判断静电力的方向：正电荷受力方向与电场线在该点切线方向相同，负电荷受力方向与电场线在该点切线方向相反。(3)判断电势的高低与电势降低得快慢：沿电场线方向电势降低最快，且电场线密集处比稀疏处降低更快。1.电场线和电场一样都是客观存在的。(

)2.带电粒子只受静电力作用时一定沿电场线运动。(

)3.电场线不是电荷的运动轨迹，但根据电场线的方向能确定已知电荷的加速度的方向。(

)××√思考下列三个问题中带电粒子只受静电力作用(1)当电场线是直线时，带电粒子一定能沿着电场线运动吗？答案不一定(2)当电场线是曲线时，带电粒子可能沿着电场线运动吗？答案不可能(3)若带电粒子的运动轨迹与电场线重合必须满足什么条件？答案①电场线是直线；②带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。例5如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，带电荷量大小分别为q和2q，两点电荷间的距离为2r，P、Q两点关于两电荷连线对称，静电力常量为k。由图可知A.P、Q两点的电场强度相同B.M点的电场强度小于N点的电场强度C.右边的点电荷带电荷量为－2qD.两点电荷连线的中点处的电场强度大小为√电场线的疏密表示电场强度的相对大小，根据题图可知，P点电场强度大小等于Q点电场强度大小，但是两点电场强度的方向不同，则电场强度不相同，故A错误；同理，M点的电场线较N点密集，可知M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误；根据电场线的方向可知，右边的点电荷带负电，但是带电荷量小于左边点电荷的带电荷量，故右边的点电荷带电荷量为－q，故C错误；例6

(2024·江苏淮安市期中)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为一根光滑绝缘细杆，放在两电荷连线的中垂线上，a、b、c三点所在水平直线平行于两点电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。下列说法中正确的是A.b点的电场强度方向水平向右B.a点的电场强度与c点的电场强度相同C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.套在细杆上的带电小环以某一竖直向下的初速度释放后，将做匀速直

线运动√根据等量异种点电荷的电场线分布可知b点的电场强度水平向右，故A正确；由对称性可知，a、c两点的电场强度大小相同、方向不同，故B错误；b点的电场强度小于两点电荷连线中点处的电场强度，而两点电荷连线中点处的电场强度小于d点的电场强度，则b点的电场强度小于d点的电场强度，故C错误；套在细杆上的带电小环以某一竖直向下的初速度释放后，由于竖直方向只受重力，静电力垂直细杆方向，则小环将做初速度不为零的匀加速直线运动，故D错误。返回课时精练1.(2021·湖北卷·8改编)关于电场，下列说法正确的是A.电场是物质存在的一种形式B.电场力一定对正电荷做正功C.电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向D.静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势低的等势面指向电势高

的等势面√123456789101112电场是存在于电荷周围的一种特殊媒介物质，A正确；如果正电荷的速度方向与电场力方向的夹角大于90°，则电场力做负功，等于90°，则电场力不做功，小于90°，则电场力做正功，B错误；电场线是为了形象地描述电场而人为引入的一簇曲线，该曲线的疏密程度反映电场强度的大小，实际上并不存在，C错误；静电场的电场线在空间上与等势面垂直，且沿电场线的方向电势降低，即由电势高的等势面指向电势低的等势面，D错误。1234567891011122.小明同学在空气干燥的教室里进行一个小实验，将一塑料扁带撕成细丝后，一端打结，做成“章鱼”的造型，用毛巾顺着细丝向下捋几下，同样用毛巾来回摩擦PVC(塑料)管。将“章鱼”抛向空中，然后把PVC管从下方靠近它，直到“章鱼”处于悬停状态，则A.PVC管带电方式属于感应起电B.塑料扁带丝由于带上同种电荷会向四周散开C.用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带异种电荷D.PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，两者间相互作用力变小√123456789101112PVC管带电方式属于摩擦起电，A错误；塑料扁带丝由于带上同种电荷相互排斥而会向四周散开，B正确；用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带同种电荷，C错误；PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，距离减小，两者间相互作用力变大，D错误。1234567891011123.(2023·江苏泰州市模拟)在电荷量为＋Q的金属球的电场中，为测量球附近某点的电场强度E，现在该点放置一电荷量为

的点电荷，点电荷受力为F，则该点的电场强度123456789101112√123456789101112试探电荷会引起金属球上电荷的重新分布。同种电荷相互排斥，使得金属球上的电荷远离放置的点电荷，导致此时的电场强度降低。故原来该点的电场强度应大于该值，B正确。4.如图所示，一负电荷仅在静电力作用下从点a运动到点b，在点a的速度大小为v0，方向与电场方向相同。该电荷从点a到点b的v－t图像正确的是√123456789101112由题图可知从点a到点b过程中，电场线分布越来越密，则电场强度增大，所以负电荷所受静电力增大，根据牛顿第二定律，则电荷的加速度也增大，负电荷受到的静电力方向和电场强度方向相反，因为仅在静电力作用下运动，则电荷做加速度不断增大的减速运动，v－t图像的斜率表示加速度，根据图像分析可得正确的是A选项。1234567891011125.如图所示，真空中A、B两点分别固定两个相同的带电金属小球(均可视为点电荷)，所带电荷量分别为＋Q和－5Q，在A、B的延长线上的C点处固定一电荷量为q的点电荷，该电荷受到的静电力大小为F1，已知AB＝BC。若将两带电金属小球接触后再放回A、B两处时，C处点电荷受到的静电力大小为F2，则√1234567891011121234567891011126.如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为m、带电荷量为q的圆环a套在竖直杆上，质量为M、带电荷量为＋Q的滑块b静置于水平地面上，滑块b与地面间的动摩擦因数为μ，a、b均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是A.圆环a带负电B.滑块b受到的库仑力大小为C.滑块b受到地面的支持力大小为(M＋m)gD.滑块b受到地面的摩擦力大小为μ(M＋m)g√123456789101112根据题意，圆环a能保持静止，故受到库仑斥力，圆环a也带正电，A错误；根据牛顿第三定律，滑块b受到的库仑力大小等于圆环a受到的库仑力大小，对圆环a进行受力分析可得库仑力的大小为

B错误；123456789101112对a、b组成的系统整体进行受力分析，竖直方向上受力平衡，故滑块b受到地面的支持力大小为(M＋m)g，C正确；滑块b静止，根据受力分析可知，滑块b受到地面的静摩擦力大小为Ff＝1234567891011127.如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上三点，放在A、B两点的试探电荷受到的静电力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示。以x轴的正方向为静电力的正方向，则A.点电荷Q一定为正电荷B.点电荷Q在A点左侧C.B点的电场强度大小为

2×103N/CD.同一电荷在A点受到的

静电力比在B点的大123456789101112√由题图乙知正试探电荷在A点所受静电力方向为正，负试探电荷在B点所受静电力方向也为正，可得A、B两点电场强度方向相反，则点电荷Q在A、B之间，且为负电荷，A、B错误。1234567891011128.(2023·江苏镇江市三模)接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，a、b为过点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等，a、b点所在位置的电场线如图所示。下列说法正确的是A.该点电荷带负电B.a点的电场强度比b点的大C.a点的电势大于b点的电势D.导体球壳内的电场强度大于零√123456789101112电场线由正电荷出发，由a、b点所在位置的电场线方向可知该点电荷带正电，故A错误；电场线分布如图电场线越密，电场强度越大，所以a点的电场强度比b点的小，故B错误；电场线与等势面垂直，电场线由高等势面指向低等势面，电场线越密，电势降落越快，可知a点的电势大于b点的电势，故C正确；由静电屏蔽可知，导体球壳内的电场强度处处为零，故D错误。1234567891011129.如图所示，水平放置的绝缘圆柱体两底面圆心P、Q处分别放置两个带有等量异种电荷的小球(可视为点电荷)。O为P、Q连线的中点，A、C是底面上的两点，B、D是过O点横截面上的两点，且A、B、C位于同一直线上。下列说法正确的是A.A、C两点的电场强度相同B.B、D两点的电场强度相同C.B点的电场强度大于O点的电场强度D.将正试探电荷从B点沿直线移动至O点，静电力做正功123456789101112√根据题意，由等量异种电荷的电场线分布特点可知，A、C两点的电场强度大小相等，方向不同，B点的电场强度小于O点的电场强度，故A、C错误；B、D两点为中垂面上距O点距离相等的点，则电场强度相同，故B正确；将正试探电荷从B点沿直线移动至O点，由于静电力的方向与运动方向垂直，则静电力不做功，故D错误。12345678910111210.(2024·江苏淮安市期中)两个带等量正电的点电荷，固定在图中A、B两点，O是它们连线的中点，N、P是中垂线上的两点，ON＝OP<OA。一带负电的试探电荷，从P点由静止释放，只在静电力作用下运动。对于试探电荷，下列说法错误的是A.运动到O点时的速度最大B.经过关于O对称的两点时加速度大小相等C.沿着P→O→N，试探电荷的加速度一定先减小后增大D.若试探电荷的电荷量增大，试探电荷在P点所受静电

力与其电荷量的比值不变123456789101112√负试探电荷从P→O→N过程中静电力先做正功后做负功，所以运动到O点时的速度最大，A正确；关于O对称的两点电场强度大小相等，方向相反，所以试探电荷所受静电力大小相等，加速度也大小相等，B正确；123456789101112沿着P→O→N，电场强度可能先增大后减小，再增大再减小，所以试探电荷的加速度可能先增大后减小，再增大再减小，C错误；试探电荷在P点所受静电力与其电荷量的比值等于P