专题01 静电场及其应用（考点串讲）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（人教版2019）

期中复习·考点清单高中物理必修三•人教版专题01静电场及其应用010203方法模型归纳巩固提升知识清单目

录知识清单01知识点1电荷1．两种电荷.自然界只存在两种电荷，即________和________.正电荷负电荷2．电荷间的作用.同种电荷相互______，异种电荷相互______.

3．带电体可以吸引轻小物体.排斥吸引知识清单014．原子的组成.原子由__________和核外电子组成，原子核由带正电的________和不带电的________组成，核外电子带__________.通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性.5．自由电子和离子.金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作____________，失去自由电子的原子便成为带正电的________.原子核质子中子负电自由电子离子知识清单01知识点2摩擦起电和感应起电1．摩擦起电.当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会________到另一个物体上.于是，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电.如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去________而带正电，丝绸因获得________而带负电.转移电子电子知识清单012．感应起电.当一个带电体靠近导体时，由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______电荷，远离带电体的一端带______电荷，这种现象叫作___________.利用静电感应使金属导体带电的过程叫作___________.异种同种静电感应感应起电知识清单01知识点3电荷守恒定律及元电荷1．电荷守恒定律的两种表述方式.(1)电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体________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________.(2)一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的____________保持不变.转移不变代数和知识清单012．元电荷.(1)电荷量：电荷的__________叫作电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是________，简称库，符号为C．(2)元电荷：科学实验发现______所带的电荷量最小，且所有带电体的电荷量是电子电荷量的________，这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示，在计算中通常取e＝________________C．质子、正电子所带电荷量与电子相等、电性相反.多少库仑电子整数倍1.60×10-19比知识清单01知识点4探究影响电荷间相互作用力的因素1．实验现象.(1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越______.(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越________.2．实验结论.电荷之间的作用力随着电荷量的增大而________，随着距离的增大而________.小大增大减小知识清单01知识点5库仑定律1．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________，与它们的________的二次方成________，作用力的方向在它们的连线上.这种电荷之间的相互作用叫作________或库仑力.2．点电荷：带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看作___________，叫作_________.正比距离反比静电力带电的点点电荷知识清单013．点电荷的特点.(1)带电体间的距离比它们自身的大小__________.(2)带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷之间的________的影响可以忽略.(3)点电荷是一种理想化的模型.大很多作用力知识清单014．理解.适用条件真空中两个静止的________库仑力大小与它们的电荷量的________成正比，与它们的距离的________成反比库仑力方向在它们的________上，相互吸引或排斥点电荷乘积二次方连线5．表达式：F＝________，式中k叫作静电力常量，k＝__________________.9.0×109N·m2/C2知识清单016．静电力的叠加原则.(1)两个点电荷间的作用力________因第三个点电荷的存在而有所改变.(2)两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的__________.不会矢量和知识清单01知识点6电场1．电场的产生：电荷在其周围产生__________，电场是________周围存在的一种特殊物质.2．静电场：静止电荷产生的电场，叫作________.3．基本性质：电场对放入其中的电荷产生____________.4．电场和磁场都是________存在的特殊物质，都有能量.电场电荷静电场力的作用客观知识清单01知识点7电场强度1．试探电荷与场源电荷.(1)试探电荷：如图所示，带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为____________或____________.试探电荷检验电荷(2)场源电荷：被检验的电场是由电荷Q所________的，电荷Q称为______________或__________.激发场源电荷源电荷知识清单012．电场强度.(1)定义：放入电场中某点的试探电荷所受的__________与它的____________的比值，叫作该点的电场强度.(2)定义式：E＝_____.(3)单位：牛每库(N/C).(4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与__________在该点所受的静电力的方向相同.(5)物理意义：电场强度是描述电场________和________的物理量，与试探电荷受到的静电力大小______.静电力F电荷量q正电荷强弱方向无关知识清单01知识点7点电荷的电场、电场强度的叠加1．点电荷的电场.场源(1)公式：E＝________.(2)方向：若Q为_____电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线______Q；若Q为______电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线________Q.试探正背离负指向知识清单012．电场强度的叠加.(1)电场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_________.这种关系叫作电场强度的_______.例如，图甲中P点的电场强度，等于点电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与点电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的__________.矢量和叠加矢量和知识清单01(3)电场强度是_____，电场强度的叠加本质是______叠加，所以应该遵循________________.矢量矢量平行四边形定则均匀该点带电球体知识清单01知识点8电场线、匀强电场1．电场线.(1)定义：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的____________表示该点的电场强度方向.(2)特点：①电场线从____________或____________出发，终止于__________或__________，是不闭合曲线.②同一电场的电场线在电场中不______，因为电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向.切线方向正电荷无限远无限远负电荷相交知识清单01③在同一幅图中，电场线的______反映了电场强度的大小，电场线________的地方电场强度越大.④电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而________的线.疏密越密假想知识清单012．匀强电场.(1)定义：电场强度的大小______、______相同的电场.(2)电场线特点：匀强电场的电场线可以用间隔相等的_________来表示.(3)实例：两块等大、靠近、正对的平行金属板，带等量异种电荷时，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场.相等方向平行线知识清单01知识点8静电平衡1．静电感应现象：处于电场中的导体，由于________的作用，电荷出现__________的现象.2．静电平衡状态：导体中(包括表面上)没有自由电荷____________的状态.3．静电平衡状态的特征.(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强____________.(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面任何一点的场强方向必跟该点的切面________.电场力重新分布定向移动处处为零垂直知识清单014．导体上电荷的分布.(1)静电平衡下的导体________没有净电荷，电荷只分布在导体的__________.(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)__________，__________的位置几乎没有电荷.知识点9尖端放电、静电屏蔽和静电吸附1．电离：导体尖端的电荷密度__________，附近的场强_________，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正、负电荷________的现象.内部外表面越大凹陷很大很强分离知识清单012．尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷_______，相当于导体从尖端失去电荷的现象.3．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场强度_________，外电场对壳内不会产生影响.中和处处为零4．尖端放电和静电屏蔽的应用及防止.(1)尖端放电.①应用：__________是利用尖端放电避免雷击的一种设施.②防止：高压设备中导体的表面尽量________，减少电能的损失.避雷针光滑知识清单01(2)静电屏蔽的应用.①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通信电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰.②电工高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业.(3)静电吸附：静电除尘、静电喷漆、静电复印都是静电吸附的应用.方法模型归纳02重点1三种起电方式方式摩擦起电感应起电接触起电产生条件两种物体摩擦带电体靠近导体导体与带电体接触现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体与带电体带相同电性的电荷起电本质起电过程的实质都是原子核外的自由电子发生了转移，从而破坏了原子的电中性，得到电子的物体(或物体的一部分)带上负电荷，失去电子的物体(或物体的一部分)带上正电荷.方法模型归纳022．验电器.(1)带电体接触验电器：当带电体与验电器的金属球接触时，金属球带上电荷，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，带电体所带电荷量越多，两个金属箔片所带电荷量越多，斥力越大，张开的角度也越大.(2)带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷，两箔片在斥力作用下张开.方法模型归纳02例1.将一束塑料包扎带一端打结，另一端撕成细条后，用手迅速捋细条，观察到细条散开了，如图所示.下列关于细条散开现象的分析正确的是

(

)A．撕成细条后，由于所受重力减小，细条自然松散B．撕成细条后，由于空气浮力作用，使细条散开C．用手迅速捋细条时，由于感应起电，细条带同种电荷，相互排斥散开D．用手迅速捋细条时，由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开【答案】D方法模型归纳02变式1如图所示，第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时，发现验电器的金属箔片C张开一定的角度；第二次用带正电的金属球A与验电器的金属球B接触一下，同样金属箔片C张开一定角度，分析这两次过程中(

)A．第一次金属球B带正电荷，金属箔片C带负电荷B．第一次金属球B带负电荷，金属箔片C带正电荷C．第二次金属球B带正电荷，金属箔片C带负电荷D．第二次金属球B带负电荷，金属箔片C带正电荷【答案】B方法模型归纳02重点2电荷守恒定律的理解及应用1．“中性”与“中和”的理解.(1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性.(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相接触达到电中性的过程.2．两金属导体接触后电荷量的分配规律.(1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少.方法模型归纳02(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有以下情况.方法模型归纳02方法模型归纳02例2.有完全相同的金属小球A和B，A球带电荷量为＋16Q，B球带电荷量为－8Q.现将A与B接触后分开，则A、B两球带电荷量分别为

(

)A．－8Q，＋16Q B．＋8Q，＋8QC．＋4Q，＋4Q D．－4Q，－4Q【答案】C方法模型归纳02变式2

(多选)半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开.这时，A、B两球的电荷量之比为 (

)A．2∶3 B．3∶2C．2∶1 D．1∶2【答案】AC方法模型归纳02重点3对库仑定律的理解1．两个点电荷间的库仑力.两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，即作用力与反作用力总是等大反向，而不是质量大、电荷量大的作用力大.2．两个带电球体间的库仑力.(1)两个外形规则、带电均匀的球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定律，球心间的距离就是二者的距离.方法模型归纳02方法模型归纳02例3.下列说法正确的是

(

)A．库仑定律适用于任何电场的计算B．置于均匀带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零【答案】B方法模型归纳02【答案】B方法模型归纳02重点4库仑定律的应用1．库仑力作用下的平衡问题．分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时，方法仍然与力学中物体的平衡方法一样，具体步骤：(1)确定研究对象；(2)进行受力分析；(3)建立坐标系；(4)列方程F合＝0，正交分解，∑Fx＝0，∑Fy＝0；(5)求解方程．方法模型归纳022．点电荷的平衡规律.(1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反.(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷.方法模型归纳02例4.(2024年惠州期中)如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处带负电的点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是 (

)A．A带正电，QA∶QB＝1∶4B．A带负电，QA∶QB＝1∶4C．A带正电，QA∶QB＝1∶8D．A带负电，QA∶QB＝1∶8【答案】C方法模型归纳02变式4如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则 (

)【答案】D方法模型归纳02重点5电场强度的叠加1．电场叠加原理．如果场源是多个点电荷，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．这种关系叫电场的叠加原理．2．形成原理．如果在空间中有几个点电荷同时存在，这时在空间的某一点的电场强度等于各个点电荷单独存在时，在该点产生的电场强度的矢量和，形成合电场．方法模型归纳023．电场叠加的一般方法．电场叠加遵循矢量的叠加法则——平行四边形定则，还可以使用矢量三角形法，正交分解法等．利用电场的叠加原理，理论上可计算任意带电体在任意点的电场强度．4．求电场强度的几种特殊方法．(1)对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，都可采用对称法求解．方法模型归纳02(2)微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量．(3)等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单或者熟悉的电场情景，在本章易错题归纳中的丢分题3就运用了等效法．方法模型归纳02例5.如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L，将电荷量均为q的两个正点电荷分别固定在A、B两点，已知静电力常量为k，则EC大小为

(

)【答案】A方法模型归纳02变式5如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C．在电场内一水平面上作半径为10cm的圆，圆周上取A、B两点，AO连线沿E方向，BO⊥AO，在圆心O处放一电荷量为10－8C的正点电荷．则A处场强大小EA为多少？B处场强的大小EB为多少？【答案】0

1.27×104N/C方法模型归纳02变式6直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示．M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小和方向分别为 (

)方法模型归纳02重点6电场线的应用1．点电荷的电场线．同一条电场线上，电场强度方向相同，但大小不等．实际上，点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度都不同．方法模型归纳022．等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线比较．方法模型归纳02类型等量异种点电荷等量同种(正)点电荷连线上的场强大小O点最小，从O点沿连线向两边逐渐变大O点为零，从O点沿连线向两边逐渐变大中垂线上的场强大小O点最大，从O点沿中垂线向两边逐渐变小O点为零，从O点沿中垂线向两边先变大后变小方法模型归纳021.带电粒子做曲线运动时，合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向。2.分析思路方法模型归纳02例6.如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动过程中只受静电力的作用，根据此图可做出正确判断的是（

）A.带电粒子所带电荷的符号B.电场强度的方向C.带电粒子在a、b两点的受力方向D.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大CD方法模型归纳02变式7(2022年广州六中检测)把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况，则 (

)

方法模型归纳02A．由图甲可知，电场线是真实存在的B．图甲中，没有头发屑的地方没有电场C．图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度D．在图乙电场中A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点【答案】C方法模型归纳02变式8

(2024年三明期末)如图所示，光滑绝缘竖直杆位于等量异种点电荷连线的中垂线上.一穿在杆上的带正电小球，沿A→O→B下滑，则杆对带电小球作用力分析正确的是 (

)A．先变小后变大，方向水平向左B．先变小后变大，方向水平向右C．先变大后变小，方向水平向左D．先变大后变小，方向水平向右【答案】C方法模型归纳02重点7对静电屏蔽的理解1．静电屏蔽的实质.静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场与外加电场的矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零.方法模型归纳022．静电屏蔽的两种情况.比较导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部图示方法模型归纳02比较导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部实现过程因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用最终结论导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体方法模型归纳02例8.(多选)如图所示，市场上有一种仪器叫作“纺织物摩擦带电荷量测试仪”，用于测量防静电服面料所带电荷量．该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离．测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带的电荷量．在外筒接地开关S闭合的情况下，下面说法正确的是 (

)方法模型归纳02A．内筒的内壁不带电

B．内筒的外壁不带电C．外筒的内壁不带电

D．外筒的外壁不带电【答案】AD方法模型归纳02变式9.

(多选)如图是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是(

)A．云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷B．避雷针上的电流方向从尖端流向底端C．避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小D．避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大BD巩固提升031．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开

(

)A．此时A带正电，B带负电B．此时A带正电，B带正电C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合【答案】C巩固提升032．(2023届河北深州中学段考)如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是 (

)A．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QA>QBB．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QA<QBC．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QA＝QBD．不管沿a、b、d哪一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且QA＝QB【答案】D巩固提升033.如图所示，某同学在用毛皮摩擦过的PVC管靠近一细水流，发现细水流向靠近PVC管的方向偏转，下列说法正确的是

(

)A．摩擦可以创造更多电荷B．下雨天，实验效果会更明显C．PVC管所带的电荷量一定是元电荷e的整数倍D．用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的PVC管，细水流会向远离玻璃棒的方向偏转【答案】C巩固提升034．(2023年惠州一中质检)A、B为两个相同的金属小球，带电量大小之比为1∶2，均可看为点电荷，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力为原来的(

)倍【答案】C巩固提升035.(2023年江门一中质检)如图所示为库仑扭秤，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的小球A，另一端是一个不带电的小球B，B与A所受的重力平衡．当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转．当A带电q，C带电－q，A、C间的距离为r，这时A、C间的静电力为F；用绝缘柄取出C，并和另一完全相同且原来不带电的悬空的金属小球碰一下，然后再将C插入容器并使它和A的距离为2r，这时A和C之间静电力的大小为(

)【答案】C巩固提升03【答案】A巩固提升037．(多选)(2024年信阳月考)水分子120°的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性.如图所示，一个水分子中氧原子(O)与氢原子(H)分布在竖直平面内等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A．已知氢原子带正电，氢原子电荷