2021届高考物理一轮复习微专题：08静电场含解析

专题08 静电场第一部分考点分析电场是电学的基础，也是高考的重点，每年必考。

一般以填空题或计算题的形式进行考查。

库仑定律、电场线的性质、带电体在静电场中的平衡、平行板电容器、带电粒子在电场中的运动等是考查的重点。

特别是带电粒子在电场中的运动结合交变电流、磁场知识巧妙地把电场性质与牛顿运动定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，更是命题几率较高的热点。

在复习本部分时要牢牢抓住力和能这两条主线，将知识系统化，找出它们的联系，做到融会贯通，同时还应注意此部分知识与科技前沿、生活实际等的联系，如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、静电分选器、示波器等。

带电粒子在电场中运动一类问题，是高考中考查的重点内容之一．在力、电综合试题中，多把电场与牛顿运动定律，动能定理，功能关系，运动学知识，电路知识等巧妙地综合起来，考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌握的情况，应用基本知识分析、解决实际问题的能力。

预测高考对电场考查选择题和计算均有：选择题主要检测考生对重要概念的理解和基本规律的运用．重点考查库仑定律、电场、电场强度、电场线、匀强电场、电场强度的叠加、匀强电场中电势差根电场强度的关系、电容器的电容等基本概念、基本规律的综合运用；计算题仍是以高分值高难度形式出现，重点是考查电场力、电势能、电势差、电势等概念与力学综合。

从近几年的高考来看，随着招生比例的增大，试题的难度相对而言有所下降，思维难度大，起点高的超难试题没有了，但同时送分题也没有了，在论述题，计算题的思维起点都不是很高，随着对物理过程研究的深入，思维难度逐步增大，因此有效的考查了学生的物理思维能力。

因此抓好基本物理知识的教学仍是中学物理教学的首要任务。

把握好复习节奏，适当降低起点和速度，着重学生思维能力的培养过程，以基础题训练方法，努力培养学生正确，良好的解题习惯，加强对学生复习方法，应试策略与技巧的训练和指导。

第二部分知识背一背一、库伦定律与电荷守恒定律1．库仑定律（1）真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在他们的连线上。

（2）电荷之间的相互作用力称之为静电力或库伦力。

（3）当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷。

类似于力学中的质点，也时一种理想化的模型。

2．电荷守恒定律电荷既不能创生，也不能消失，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物体的另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变，这个结论叫电荷守恒定律。

电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。

二、电场的力的性质 1．电场强度（1）定义：放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值，叫该点的电场强度。

该电场强度是由场源电荷产生的。

（2）公式：（3）方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同。

负电荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。

2．点电荷的电场 （1）公式： （2）以点电荷为中心，r 为半径做一球面，则球面上的个点的电场强度大小相等，E 的方向沿着半径向里（负电荷）或向外（正电荷） 3．电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷，则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。

4．电场线（1）电场线是画在电场中的一条条的由方向的曲线，曲线上每点的切线方向，表示该点的电场强度的方向，电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线。

（2）电场线的特点电场线从正电荷或从无限远处出发终止于无穷远或负电荷；电场线在电场中不相交；在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；匀强电场的电场线是均匀的平行且等距离的线。

三、电场的能的性质 1．电势能电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。

2．电势（1）电势是表征电场性质的重要物理量，通过研究电荷在电场中的电势能与它的电荷量的比值得出。

（2）公式：（与试探电荷无关） （3）电势与电场线的关系：电势顺线降低。

（4）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势点的选择无关，大地或无穷远处的电势默认为零。

3．等势面2r Q KE =qE P=ϕ（1）定义：电场中电势相等的点构成的面。

（2）特点：一是在同一等势面上的各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功二是电场线一定跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

4．电场力做功（1）电场力做功与电荷电势能变化的关系：电场力对电荷做正功，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功，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由关，这与重力做功十分相似。

四、电容器、电容 1．电容器任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成是一个电容器。

（最简单的电容器是平行板电容器，金属板称为电容器的两个极板，绝缘物质称为电介质） 2．电容（1）定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值 表达式： （2）平行板电容器电容公式： 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速： 2．偏转：当带点粒子垂直进入匀强电场时，带电粒子做类平抛运动 粒子在电场中的运动时间 粒子在y 方向获得的速度 粒子在y 方向的位移 粒子的偏转角： 第三部分技能+方法一、电场的力的性质和能的性质UQ C =KdSC πε4=21222121mv mv qu -=v Lt =mdv qulv y =222mdv qul y =20arctan mdv qul =ϕ1．电场力：电场对放入其中的电荷有力的作用，电场力的大小和方向由电场强度和电荷共同决定．电场力的大小与电场强度的大小及带电体所带的电荷量有关，大小为F ＝qE ；电场力的方向与电场强度的方向及电荷的电性有关，正电荷所受的电场力方向与电场方向相同．2．电势能：放在电场中的电荷的电势能由电势和电荷共同决定．电势能是标量，其大小与电势的高低及带电体所带的电荷量、电性有关，大小为E p ＝qφ，注意电势的正负及电荷的正负． 3．比较电势高低的方法技巧（1）沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面；（2）先判断出U AB 的正负（如利用电场力做功W AB ＝qU AB 或其他方法），再由U AB ＝φA －φB 比较φA 、φB 的高低；（3）取无穷远为零电势点，正电荷周围电势为正值，且离正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近处电势低．二、带电粒子在电场中的加速与偏转 1．带电粒子在电场中的加速（1）带电粒子在匀强电场中的加速：可以应用牛顿运动定律结合匀变速直线运动的公式求解，也可应用动能定理qU ＝12mv 22－12mv 21求解，其中U 为带电粒子初末位置之间的电势差．（2）带电粒子在非匀强电场中的加速：只能应用动能定理求解． 2．带电粒子在电场中的偏转（1）带电粒子在一般电场中的偏转：带电粒子做变速曲线运动，其轨迹总位于电场力方向和速度方向的夹角之间，且向电场力的方向偏转．（2）带电粒子在匀强电场中的偏转：带电粒子（不计重力）以某一初速度垂直于匀强电场方向进入匀强电场区域，粒子做匀变速曲线运动，属于类平抛运动，要应用运动的合成与分解的方法求解，同时要注意：①明确电场力方向，确定带电粒子到底向哪个方向偏转；②借助画出的运动示意图寻找几何关系或题目中的隐含关系．带电粒子在电场中的运动可从动力学、能量等多个角度来分析和求解． 三、带电体在重力场和电场中的运动带电体在电场中运动时，如果重力远小于电场力，则其重力可忽略不计，如电子、质子、正负离子等微观粒子；但带电液滴、带电尘埃等带电体的重力一般不能忽略．带电体在重力场和电场构成的复合场中的运动形式多样，可能做直线运动、一般曲线运动、圆周运动等；研究对象可能为单个物体，也可能是多个物体组成的系统；研究方法与力学综合题的分析方法相近，因涉及电场力做功和电势能的变化问题，其机械能不再守恒，但机械能和电势能之和可能守恒，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解． 第四部分基础练+测 一、单选题1．空间同一直线上A 、B 、C 、D 处分别固定放置点电荷q 1、q 2、q 3、q 4，已知q 1、q 4带等量正电荷, q 2、q 3带等量负电荷,四点电荷在AD 中垂线P 点场强E=0。

AP 、BP 与直线AD 夹角分别为30°、45°,BO=OC,PO=OP’,将电荷Q 先从P 点移到O 点、再从O 点移到P ’点,电场力做功分别为W 1、W 2,则q 1与q 2电荷量的比值、W 1与W 2的关系正确的是A ．电荷量之比为2√2, W 1=-W 2B ．电荷量之比为2√2, W 1=W 2C ．电荷量之比为2, W 1=-W 2D ．电荷量之比为2, W 1=W 2 【答案】 A 【解析】 【详解】设OP=h ，因P 点的场强为零，则2kk 1(k sin 30∘)2cos 60∘=2kk 2(k sin 45∘)2cos 45∘，解得k 1k 2=2√2；由题可知，从P 到O与从O 到P ＇电场方向相反，则电荷Q 从P 到O 与从O 到P ＇电场力做功等大，符号相反，即W 1=-W 2，故选A.2．在平面直角坐标系的x 轴上关于原点O 对称的P 、Q 两点各放一个等量点电荷后，x 轴上各点电场强度E 随坐标x 的变化曲线如图所示。

规定沿x 轴正向为场强的正方向，则下列说法正确的是A ．将一个正试探电荷从P 点沿x 轴移向Q 点的过程中电势能先增大后减小B ．x 轴上从P 点到Q 点的电势先降低后升高C ．若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中一定是电场力先做正功后做负功D ．若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中受到的电场力可能先增大后减小 【答案】 D【解析】【详解】由电场分布可知，P带正电荷，Q带负电荷，P、Q之间的电场线从P指向Q，则将一个正试探电荷从P点沿x轴移向Q点的过程中电场力做正功，则电势能一直减小，选项A错误；x轴上从P点到Q点的电势一直降低，选项B错误；两电荷连线的垂直平分线是等势面，则若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中电场力不做功，选项C错误；两电荷连线的垂直平分线上，在两电荷连线的中点处场强最大，则若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中受到的电场力先增大后减小，选项D正确；3．质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。