2022年人教版高三物理专题复习讲义：电场初步知识总结

电场初步知识

6.1摩擦起电、两种电荷

1.带电体具有吸引轻小物体的性质。

2.用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。

.饯理11后的头发帚力电荷

两种电荷:自然界只存在两种电荷，即正帝正电一

3.的发除

电荷和负电荷。物理学规定:飞谡

摩擦起电带至物吸引轻小物体

用绸布摩擦过的玻璃棒所带

的电荷叫做正电荷；用毛皮摩擦过的橡胶棒所带

的电荷叫做负电荷。

4.电荷间的相互作用规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互

相吸引。利用这个规律，可以制成检验物体是否带电和粗略检测带电

量多少的验电器。

富兰克林命名正负电荷

6.2导体和绝缘体

1.导体：容易导电的物体叫做导体。导体导电是因为导体内有

大量可以自由移动的电荷。如：金属、石墨、人体、大地及酸、碱、

盐的水溶液等。

2.绝缘体：不容易导电的物

体叫做绝缘体。绝缘体内不容易

导电是因为绝缘体内几乎没有自

由移动的电荷。如橡胶、玻璃、

塑料、油、纯水等。吉伯向伊丽莎白女皇介绍能学新成果

吉尔伯特把经过摩擦后能吸引小物体的物体叫做

electric,意思是“琥珀体”，这就是西文中

“电”的词根的来源。

3.导体和绝缘体之间没有绝对的界限，在外界条件变化时，绝

缘体可能变成导体，如木棒潮湿时容易导电，烧成红热的玻璃会导电。

6.3静电感应

当一个带电体靠近导体时，由

TTT申

于电荷间相互吸引或排斥，导

体中的自由电荷便会趋向或

远离带电体，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。这种现象叫做静电感应。

6.4电荷守恒定律

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

总量保持不变。

6.5元电荷：最小电荷量,用e表示e=L6022x10-19c

所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍。故电荷量

不能连续变化

比荷：带电体的电荷量与质量的比

电子比荷

e_1.60x10-2。

=l.J6xlOnC/kg

me―0.91x10-3°馆

6.6库仑定律：真空中两个点电荷之

间相互作用的电力，跟它们的电荷量

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:

/=/我其中々为静电力常量，A=9.0X109N-m7c2

r

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。（这一点与万有

引力很相似，库仑扭秤的复原件

但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距

多近，T都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重

新分布，不能再用球心间距代替T）。

6.7电场强度E

电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度

E是描述电场力的性质的物理量。

（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力方跟它的电荷量0

的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。£=£这是电场强度的定

q

义式，适用于任何电场。其中的。为试探电荷（以前称为检验电荷），

是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向

与正电荷在该点受的电场力方向相同。

⑵点电荷周围的场强公式是：E=华，其中。是产生该电场的电荷，

r

叫场源电荷。

⑶匀强电场的场强公式是：E=其中d是沿电场线方向上的距离。

d

6.8电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并

不存在.

1.切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向.

2.从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止,

或者从无穷远处出发到负电荷终止.

3.疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小.

4.匀强电场的电场线平行且距离相等.

5.没有画出电场线的地方不一定没有电场.

6.顺着电场线方向，电势越来越低.

7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直.

8.电场线永不相交也不闭合，

9.电场线不是电荷运动的轨迹.

匀强电场

孤立点电荷周围的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电点电荷与带电平板

匀强电场：

场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场

(2)电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相,,.：一；

能，它具有相对性，即电势能的零点选取具有任意任……•

y•\

势能是电荷与电场所共有。

①电势能可用E=q中计算。

②由于电荷有正、负、电势也有正、负（分别表示高于和低于零

电势），故用E=q①计算电势能时，需带符号运算。

重力势能和电势能类比

重力场中.重力：地球和电场中.电场力：电荷之

物体之间存在的吸引力间的作用力

有电场力就有相应的能.

有重力就有重力势能ER=咄

0U电势能Ep

Ep由物体和地面间的相对

Ep由电荷间的相对位置决定

位置决定

重力做功,重力势能改变电场力作功.电势能改变

「重力做正功,重力势能就臧少电场力做正功,电势能就减少

1重力做负功.重力势能就增加1电场力做负功,电势能就增加

W电-EpA-EpB

W重-EP1-Ep2

电势6：是描述电场能的性质的物理量。

①电势定义为6=二，是一个没有方向意义的物理量，电势有高

q

低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势

越高。

②电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势

为零；实际应用中常取大地电势为零。

③当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电

场的电势的代数和。

④电势差，A、B间电势差「中B；B、A间电势差UBA=^B-R”

显然UAB=TJBA,电势差的值与零电势的选取无关。

高度和电势

重力场中，同一物体在不电场中.同一电荷在

同位置.场不同。电场中的不同位置,Ep

不同。

不同电荷在同一位置.

不同物体在同一位置.

Ep正比于电量q

EplE比于质量m

Ep/m=gh,h只与相对位Ep/q叫做电势。.夕只与

置有关相对位置有关

(4)电场线、场强、电势、等势面的相互关系。

①电场线与场强的关系；电场线越密的地方表示场强越大，电

场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向。

②电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低;

③电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越

密，电场线与通过该处的等势面垂直；

④场强与电势无直接关系：场强大（或小）的地方电势不一定大

（或小），零电势可由人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；

⑤场强与等势面的关系：场强方向与通过该处的等势面垂直且

由高电势指向低电势，等差等势面越密的地方表示场强越大。

掌握电场力做功计算方法

（1）电场力做功与电荷电势能的变化的关系。

电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，

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

势能的变化量是确定的，因而移动电荷做功的干/IM"

值也是确定的，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有关，这与重力做功十分相似。

（3）计算方法W=Fcos0*\AB\=qE»\AM\

①由功的定义式W=F-s来计算，但在中学阶段，

限于数学基础，要求式中F为恒力才行，所以，这个方法有局限

性，仅在匀强电场中使用。

②用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来计算，即

W=-△媪，已知电荷电势能的值时求电场力的功比较方便。

③用W=qU'B来计算，此时，一般又有两个方案：一是严格带符

号运算，q和加均考虚正和负，所得W的正、负直接表明电场力做功

的正、负；二是只取绝对值进行计算，所得W只是功的数值，至于

做正功还是负功?可用力学知识判定。

例题领路（做后再看答案，效果更好）

例1.毛皮与玻璃棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（）

A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上

B.毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上

C.橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上

D.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上

解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，中性

的物体若缺少了电子带正电，多余了电子就带负电，由于毛皮的原子

核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转

移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电，而正电荷是原子核内的质

子，不能自由移动，所以A正确.

例2.对于库仑定律，下列说法正确的是（）

A.只要是计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可使用公

式

B.两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力

C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们

受到的库仑力大小一定相等

D.库仑定律中的静电力常量k只是一个比例常数，只有数值，

没有单位

解析：库仑,定律的表达式F=k平的适用条件是真空中的点电荷，

而不是任意情况下的带电体，所以选项A正确，B错误；两个点电荷

之间受到的.静电力互为作用力与反作用力，所以选项C正确；静电力

常量k=9.0X109N・m2/C2,选项D错误.答案AC

例3.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量

-Q,C不带电，将A、B固定，相距r,然后让C球反复与A、B球多次接

触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?

解析：题中所说C与A、B反复接触之间隐含一个解题条件：即A、

B原先所带电量的总和最后在三个相同的小球间均分，则A、B两球后

来带的电量均为70+(一。)=2Q

3

A、B球原先是引力，大小为：

「,7Q.QQ2

F=K^=k*=7k=

rrr"

A、B球后来是斥力，大小为：

F=K*=a=4&

rrr

即X=iF,A、B间的相互作用力减为原来的4/7.

7

例4.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

解析：电场是客观存在的，而电场线是假想的，A错；电场线越密的

地方电场越大B错；沿着电场线的方向电势逐渐降低C对；负电荷沿

着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加D错。

例5.如图所示，空间有一电场，电场中有两个点aZy；

和b.下列表述正确的是（）/K

A.该电场是匀强电场'4'

B.a点的电场强度比b点的大

C.b点的电场强度比a点的大

D.正电荷在a、b两点受力方向相同

解析：匀强电场的电场线是平行且等间距的，A选项错；电场线的疏

密程度表示场强的相对大小，B选项正确，C选项错误；受力方向为

该点的切线方向，故a、b两点受力方向不相同.答案.B

例6.电场力做功与电势能变化之间的关系

如图所示，把电量为一5X10—9C的电荷，

从电场中的A点移到B点，其电势能（选

填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电----

势UA=15V,B点的电势UB=10V,则此过程中电场力做的功为

J.

解析：将电荷从从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其

W

电势能增加；由电势差公式UAB=T，W=qUAB=-5X10-9x（15

-10）J=-2.5X10-8J.

衔接练习尝试（做后再看答案，效果更好）

一、选择题（本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每小

题给出的4个选项中，至少有一项是正确的。全部选对的给4分，选

对但不全的得2分，有选错的或不选的得。分）

1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球

的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小程F,喝两

球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能「一77

DA

A.5FI9B.4F/5C.5/74D.9/75图1

2.点电荷A和B,分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q,

在AB连线上，如图1所示，电场强度为零的地方在（）

A.A和B之间B.A右侧

C.B左侧D.A的右侧及B/勺

的左侧:E

I

i

3.如图2所示，一带电小球用丝线悬挂在二*

图2

水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧

断，则小球在电场中将作（）

A.自由落体运动B.曲线运动

C.沿着悬线的延长线作匀加速运动D.变加速直线运动

4.如图3是表示在一个电场中的a、b、c、d四，臀髀I入检验

电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数施喊，

那么下列叙述正确的是（）*

A.这个电场是匀强电场\d

B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>Ea>Eb>图3

C.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>Eb>E）Ed

D.无法确定这四个点的场强大小关系

5.以下说法正确的是（）

A.由E=±可知此场中某点的电场强度E与F成正比

q

B.由公式。=”可知电场中某点的电势6与q成反比

q

C.由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，

则两点间的电势差也一定越大

D.公式C=Q/U,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U

无关

6.一个电子在电场中A点具有80eV的电势能，当它由A运动到

B克服电场力做功30eV,则（）

A.电子在B点的电势能是50eVB.电子的电势能增加了30eV

C.B点的电势为110VD.B点的1

电势为T10V

7.如图4所示，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的轨迹，若电图4

荷是从a处运动到b处，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

C.b处电势高D.电荷在b处速度小

8.如图5所示，质量为m,带电量为q的粒子，以初速度Vo,从

A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电«——►

B

场中，粒子通过电场中B点时，速率VB=2V0,方I

-rj-------------►

向与电场的方向一致，则A,B两点的电势差为：＞

/、