[高考导航] 考点内容 要求 2016 高考命题实况 2017 2018 3年4考 静电现象 Ⅰ 难度容易或中等 保B 电荷 电荷守恒定律 点电荷 库仑定律 静电场 电场线 电势能 电势 等势面 电场强度 点电荷的场强 电势差 匀强电场中电势差和电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 电容 电容器 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ T3：静电平衡中的电场强度、电场线、等势面、电势 T4：带电粒子在平行板电容器中的直线运动 T8：静电场中的φ－x 图象 Ⅰ 高考战报 Ⅰ 高频考点：①围绕电场线从电场的力、能、图象角度命题。 ②静电现象的应用。 ③带电粒子在电场中的运动。 创新区域：①从典型方法命题，如图象法、对称法等。 ②结合实际生活或者现代科技通过新的情景或素材命题。 T4：平行板电容器中动态变化时其中粒子运动状态判断 【说明】 (1)电场强度的计算最多考虑两个电场的叠加。(2)计算限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直场强的情况。
第1讲 电场力的性质
知识排查
电荷及电荷守恒定律
1.元电荷、点电荷
(1)元电荷：e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
(2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。 2.静电场
(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力的作用。 3.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，电荷的总量保持不变。 (2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
库仑定律
1.内容：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，与它们的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上。 q1q22.表达式：F＝kr2，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫静电力常量。 3.适用条件：真空中的点电荷。
电场强度、点电荷的场强
1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。 F2.定义式：E＝q。单位：N/C或V/m
Q
3.点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：E＝kr2。
4.方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。 5.电场强度的叠加：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，遵从平行四边形定则。
电场线
小题速练
1.思考判断
(1)物体带电的实质是电子的转移。( ) (2)点电荷和电场线都是客观存在的。( )
(3)两个完全相同的带异种电荷的金属球(电荷量不同)接触时，先发生正、负电荷的中和，然后再平分。( )
F
(4)E＝q是电场强度的定义式，可知电场强度与电场力成正比。( )
(5)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。( )
(6)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
2.[人教版选修3－1P5演示实验改编](多选)用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图1所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的 带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受
带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是( )
图1
A.保持Q、q不变，增大d，则θ变小，说明F与d有关 B.保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比 C.保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关 D.保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比
解析 保持Q、q不变，增大d，则θ变小，F将变小，说明F与d有关，但不能确定成反比关系，选项A正确，B错误；保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关，选项C正确；保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F随Q的减小而减小，但不能确定成正比关系，选项D错误。 答案 AC
3.[人教版选修3－1P15第7题]如图2所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0× 10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6 cm的位置上。
图2
(1)x坐标轴上哪个位置的电场强度为零？
(2)x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴正方向的？
解析 因为|Q1|＞|Q2|，所以在Q1左侧的x轴上，Q1产生电场的电场强度总是大于Q2产生电场的电场强度，所以合场强不为零，且方向总是指向x轴负半轴，在x＝0和x＝6 cm之间，两点电荷形成电场的电场强度总是指向x轴的正方向。所以，只有在Q2右侧的x轴上，才有可能出现电场强度为0的点。
Q1(1)设该点在原点右侧距离原点的距离为x，则kx2－k
Q2（x－6）
2
＝0，即4(x－6)2
－x2＝0，解得x1＝4 cm(不合题意，舍去)x2＝12 cm。所以在x2＝12 cm处电场强度等于0。
(2)在x坐标轴上0＜x＜6 cm和x＞12 cm的地方，电场强度的方向总是沿x轴正方向的。
答案 (1)12 cm处 (2)0＜x＜6 cm 和x＞12 cm的地方
库仑定律的理解及应用
1.库仑定律的理解
(1)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小。
(2)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。 q1q2
(3)由公式F＝kr2可以看出，在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下，当q1＝q2时，F最大。 2.电荷的分配规律
(1)两个带同种电荷的相同金属球接触，则其总电荷量平分。 (2)两个带异种电荷的相同金属球接触，则其电荷量先中和再平分。 3.“三个自由点电荷平衡”的问题
(1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。 (2)
【例1】 (2018·全国卷Ⅰ，16)如图3，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向
选修3-1 第六章 第1讲
