高中物理专题静电场解题方法静电场知识网络 电场的力的性质 场强 EF/q 矢量 电场线 匀强电场 EU/d 真空中点电荷的电场 EkQ/r2电场力 FEq（任何电场） Fk （真空中点电荷）电 荷 电荷守恒定律电 场电场的能的性质 电势 WAO/q 标量等势面电势差UABA-BWAB/q 电势能 电场力的功WABqUABEpAEpB AB带电粒子在电场中 平衡直线加速偏转静电感应 静电平衡 静电屏蔽 电容器 电容C=Q/U知识梳理1.电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消 灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体， 或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转 移过程中，电荷的代数和不变 2.库仑定律 库仑定律 k=9109Nm/C2，称为静电引力恒量。 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。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？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？二、从力的角度研究电场，发现 电场强度是电场本身的一种特性，与 检验电荷存在与否无关。E是矢量。 要区别公式: E=Fq （定义式）； E=kQr2 （点电荷电场）；E=U/d (匀强电场）。1、判断电场强度大小的方法。(1）根据公式判断：定义式qFE=真空中点电荷形成的电场 2rQkE=匀强电场E=U/d(2）根据电场线判断： 电场线密集的地方场强大， 电场线稀疏的地方场强小。 (3）根据等势面判断：（等差）等势面密的地方 场强大，疏的地方场强小 。2、判断电场强度方向的几种方法：方法一:根据规定，正电荷所受电场力 的方向即是该点的场强方向；方法二:电场线上每一点的切线方向即 是该点的场强方向；方法三:电势降低最快的方向就是场强 的方向。 是非题 (A)若将放在电场中某点的电荷q改为q，则该点 的电场强度大小不变，方向与原来相反。 （C）沿电场线方向，场强一定越来越小。 （D）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则 A点电场强度比B点的大。 （F）无论什么电场，场强的方向总是由高电势指 向低电势。 （G）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由 此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB 的大小无法比较。1、（考察电场力性质）电荷A、B带有等量的正电 荷，左右放置一负电荷q放在两者连线的中点， 恰能达到平衡现将电荷B十分缓慢地向右移动， 电荷q将如何运动（ ） A、不动 B、向左运动 C、向右运动 D、可能向左运动，也可能向右运动2、关于 和 ，下列说法中正确的是（ c ） （1）式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 放入电场中电荷的电量 （2）式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是 产生电场电荷的电量 （3）式中，Q是放入电场中的电荷的电量 （4）式中，Q是产生电场的电荷的电量A、（1）（3）B、（2）（3） C、（1）（4）D、（2）（4）公式适用范围公式说明任何电场定义式：其中q是试验 电荷，F是它在电场中 受到的电场力。真空中点电荷的 电场Q是场源电荷，E表示跟 点电荷相距r处某点的 场强匀强电场其中d为在场强方向（ 沿电场线方向）上的距 离练习. 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分 别固定电荷量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点 处的合场强方向。1-1-3-5- 4Q+9Q3、场强的叠加例：如图所示，三个完全相同的的金属小球 a 、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c 带正电，a所带电量的大小比b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 的一条来表示，它应是 A. F1 B. F2 C. F3 D. F4cabF4F3F2F13、（考察场强）如图中带箭头的直线是某一电场 中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、 EB表示A、B两处的场强大小，则正确的是（ ） （1）A、B两点的场强方向相同 （2）因为电场线从A指向B，所以EAEB （3）A、B同在一条电场线上，且电场线是直线， 所以EA=EB （4）不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大 小不能确定 A、（1）（2）B、（1）（3） C、（1）（4）练习：如图，一电子沿等量异种电荷中垂线由A-O- B飞过，则电子所受电场力的大小和方向怎样变化 （ ）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。AOB二、 从能的角度研究电场，发现电 势也是电场本身的一种特性，与检验电 荷存在与否无关。是标量。通常规定：无限远处的电势为零。电 势的正负和大小是相对的，电势差的值 是绝对的。例：在+Q（Q）的电场 中，0（0）。 1.如何比较电场中任两点电势的高低呢？方法一: 根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越 来越低；方法二: 根据电势的定义式= /q，从电势的物理意义上 分析判断;如：将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点，外 力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；方法三: 根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快 的方向.方法四: 根据电势差判断，若UAB0，则AB是非题 （A）在电场中，电场强度越大的地方电势越高。 （B）若某区域内各点的电场强度均相等，则此区 域内各点的电势一定相等。 （C）原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电 势高处向电势低处运动。 （D）两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、 电势不为零。 2.等势面甲 等量异号点电荷的电场乙 等量同号点电荷的电场丙 正点电荷的电场丁 孤立带电体的电场图1-4-9电场线与等势面分布1.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场 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，若带电粒子在运动中 只受电场力的作用，根据此图可作出正确判断的是 （ ） A带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在a、b两点的受力方向 C带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D带电粒子在a、b两点的电势能何处较大BCD练习. 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面 ，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的 质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、 Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（ ） A.三个等势面中，等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小abcPQ练习如图1所示，在点电荷+Q形成的电场中有一 个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示， 虚线表示电场的两个等势面，则 A等势面电势AB，粒子动能EKAEKB B等势面电势AB，粒子动能EKAEKB C等势面电势AB，粒子动能EKAEKB D等势面电势AB，粒子动能EKAEKBA 如图，图中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UA15V，UB=3V，UC3V，由此可得D点 电势UDV。9电势能是电荷和电场所组成的系统共 有的。规定：无限远处的电势能为零 。如何比较电荷电势能的大小呢？方法一: 根据电场力做功的正负判断，若 电场力对移动电荷做正（负）功，则电 势能减少（增加）；方法二: 根据公式 Ep=q ；WABqUAB 计计算。如何比较电荷电势能的大小呢？题5是非题（并简要说明理由。）（A）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（B）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在 该点具有的电势能也一定大。 （C）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。 （D）若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电 荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。 （E）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外 力所做的功等于该电荷电势能的变化量。 （F）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。 练习. 已知ABC 处于匀强电场中。将一个带电 量q= -210-6C的点电荷从A 移到B 的过程中， 电场力做功W1= -1.210-5J；再将该点电荷从B 移到C，电场力做功W2= 610-6J。已知A点的电势 A=5V，则B、C两点的电势分别为_V和_V。 试在右图中画出通过A点的电场线。ABCD练习. 已知ABC处于匀强电场中。将一个带电量 q= -210-6C的点电荷从A移到B的过程中，电场 力做功W1= -1.210-5J；再将该点电荷从B移到C ，电场力做功W2= 610-6J。已知A点的电势A=5V ，则B、C两点的电势分别为_V和_V。试在 右图中画出通过A点的电场线。ABCD解：先由W=qU求出AB、BC间的电压分别为 6V和3V，再根据负电荷AB电场力做负功 ，电势能增大，电势降低；BC电场力做 正功，电势能减小，电势升高，知B= - 1VC=2V。沿匀强电场中任意一条直线电势 都是均匀变化的，因此AB中点D的电势与C 点电势相同，CD为等势面，过A做CD的垂线 必为电场线，方向从高电势指向低电势， 所以斜向左下方。3. 理解电容概念和影响平行板电容器电容的因 素。其代表性问题是，在自动控制中的电容式 传感器问题。C=S/4kdC=Q/U3. 理解电容概念和影响平行板电容器电容的因 素。其代表性问题是，在自动控制中的电容式 传感器问题。 例4传感器是把非电学里（如速度、温度、压力 等）的变化转换成电学里变化的一种测定液面高度 的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形 成一个电容器，从电容C大小的变化就能反映液面 的升降情况，两者的关系是（ ） AC增大表示h增大 BC增大表示h减小 CC减小表示h减小 DC减小表示h增大导电液体金属芯线电介质AC练习、如图所示，A、B为两块竖直放置的平行金属板，G 是静电计，电键K合上后，静电计指针张开一个角度。下 述哪些做法可使指针张角增大？( ) A、使A、B两板靠近些； B、使A、B两板正对面积错开些； C、断开K后，使B板向右平移拉开一些； D、断开K后，使A、B正对面错开些。CD练习. 如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。 K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在保持K闭合；充 电后将K断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微 粒向上运动打到上极板？ A.上移上极板M B.上移下极板N C.左移上极板M D.把下极板N接地 KM N答案：选B，选C。静电场总结 电场的力的性质 场强 EF/q 矢量 电场线 匀强电场 EU/d 真空中点电荷的电场 EkQ/r2电场力 FEq（任何电场） Fk （真空中点电荷）电 荷 电荷守恒定律电 场电场的能的性质 电势 WAO/q 标量等势面电势差UABA-BWAB/q 电势能 电场力的功WABqUABEpAEpB AB带电粒