(共33张PPT)
第一章 静电场的描述
学 习 目 标 STSE情境导学
1．了解点电荷的概念． 2．理解库仑定律，知道静电力常量．(重点) 3．会用库仑定律进行有关的计算．(难点)
玻璃棒的电量 生活中电量分布均匀
越大，小球向 的球体可以看作点电荷
右的摆角就越大
知识点一 点电荷
1．定义：如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离小得多，在研究它与其他带电体的相互作用时，电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略，即可以把带电体抽象成一个点．
2．点电荷是一种理想化的物理模型．
知识点二 影响静电力的因素 库仑定律
1．实验结论：当球形导体A电量增加时，摆线偏角增大，说明静电力随带电体电量增加而增大；当球形导体A和通草球B的电量不变，改变A和B之间的水平距离，发现距离越近，摆线偏角越大，说明静电力越大．
2．库仑力：电荷间的相互作用力，也叫作静电力．
3．库仑定律．
(1)内容：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量q1、q2的乘积成正比，与它们之间的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．
(3)适用条件：真空中的点电荷．
4．静电力的叠加原理．
(1)两个点电荷之间的作用力不会(选填“会”或“不会”)因第三个点电荷的存在而有所改变．
(2)两个或两个以上的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矢量和．
4．静电力的叠加原理．
(1)两个点电荷之间的作用力不会(选填“会”或“不会”)因第三个点电荷的存在而有所改变．
(2)两个或两个以上的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矢量和．
1．下列关于点电荷的说法中，正确的是( )
A．带电球体一定可以看成点电荷
B．直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷
C．直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷
D．点电荷与质点都是理想化的模型
解析：一个带电体是否可被看作点电荷，不是以带电体的几何尺度大小而定，而是要分析带电体与发生作用的另外一个带电体之间的距离跟它的几何尺度的大小关系．如果带电体的形状和大小带来的影响很小、可忽略不计时，该带电体则可视为点电荷，A、B、C错误；点电荷与质点一样都是理想化的模型，D正确．
答案：D
学习小结 1．点电荷概念的提炼，是对带电体的抽象．
2．通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性
探究一 对点电荷的理解
1．点电荷是物理模型．
点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际并不存在．
2．带电体看成点电荷的条件．
如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，此时可以把带电体看成点电荷．
3．元电荷与点电荷．
(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位．
(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷电荷量的整数倍．
【典例1】 关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是( )
A．点电荷是一种理想化的物理模型
B．点电荷所带电荷量不一定是元电荷电荷量的整数倍
C．点电荷所带电荷量一定很小
D．点电荷、元电荷是同一种物理模型
解析：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，点是没有大小的，而实际物体总有大小，故点电荷是理想化模型，故A正确；元电荷是电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能不能忽略，物体的带电量一定是元电荷的整数倍，故B错误；只要满足条件即可看作点电荷，点电荷的电量不一定小，故C错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小值，故点电荷、元电荷不是同一种物理模型，故D错误．
答案：A
几个物理模型的比较
比较项 点电荷 元电荷 小带电体
概念 忽略了大小、形状，只考虑电荷量的带电体 电子或质子所带的电荷量 体积较小的带电物体
实质 物理模型 最小电荷量 带电物体
联系 (1)点电荷、小带电体的带电荷量一定是元电荷的整数倍； (2)小带电体在一定条件下可视为点电荷 1．关于点电荷，以下说法正确的是( )
A．足够小的电荷就是点电荷
B．一个电子，不论在任何情况下都可视为点电荷
C．点电荷不是一种理想化的模型
D．一个带电体能否看成点电荷，不是看尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
解析：电荷的形状、体积对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是足够小的电荷就是点电荷，同理，电子并不是在任何情况下都可以视为点电荷，A、B项错误；点电荷是一种理想化的模型，C项错误；一个带电体能否看成点电荷，不是看尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，D项正确．
答案：D
2．物理学引入“点电荷”概念，从科学方法上来说是属于( )
A．观察实验的方法
B．控制变量的方法
C．等效替代的方法
D．建立物理模型的方法
解析：点电荷是为了研究物理问题方便而引入的物理模型，是由实际物体抽象所得，D正确．
答案：D
探究二 库仑定律的理解应用
1．两个点电荷间的库仑力．
(1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有关，跟它们周围是否存在其他电荷无关．
(2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电量多少均无关，即作用力与反作用力总是等大反向．
2．两个带电球体间的库仑力．
(1)两个均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，库仑定律也适用，球心间的距离就是二者的距离．
3．静电力的大小和方向．
(1)大小的计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只需代入q1、q2的数值．
(2)方向：利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断．
4．库仑定律和万有引力定律的比较．
3.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( )
A. 保持Q、q不变，增大d，则θ变大，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
探究三 库仑定律的综合应用
1．静电力的叠加．
(1)两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和．这个结论通常叫作静电力叠加原理．
(2)静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现．
(3)静电力的合成与分解满足平行四边形定则，如图所示．
解析：对A受力分析，如图所示．
处理点电荷的平衡问题的方法
(1)确定研究对象，对它进行受力分析，注意库仑力的大小和方向．
(2)列平衡方程(F合＝0)解题．
5．一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在选项图中，小球M能处于静止状态的是( )
A B C D
解析：M受到三个力的作用而处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与库仑力的合力必与M的重力大小相等，方向相反，故选项B正确．
答案：B
6．两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为L，如果引入另一个点电荷c，正好能使这三个点电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及电荷量．
解析：由于a、b点电荷同为负电荷，可知点电荷c应放在a、b之间的连线上，而c受到a、b对它的库仑力的合力为零，依题意作图，设电荷c、a相距为x，则b与c相距为(L－x)，c的电荷量为qc.
对电荷c，其所受的库仑力的合力为零，即
Fac＝Fbc.(共35张PPT)
第一章 静电场的描述
学 习 目 标 STSE情境导学
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的． 2．理解电场强度，知道电场强度是矢量及方向的规定．(重点) 3．了解常见的电场． 4．知道电场线及其特点．(难点)
同一电荷q在电场中 实验模拟平行金属
不同点受到的电场力 板间电场线的分布
的方向和大小一般不
同，这是什么因素造
成的？
知识点一 电场
1．电荷之间的相互作用是通过电场发生的．
2．凡是有电荷的地方，在它周围就存在电场．
3．场源电荷：产生电场的电荷．
4．静电场：静止场源电荷在其周围产生的电场．
知识点二 电场强度
1．试探电荷．
(1)定义：放入电场中探测电场性质的电荷．
(2)特点：电量足够小，体积也应足够小．
知识点四 电场线
1．定义：在电场中画出一系列有方向的曲线，使曲线上每一点的
切线方向都和该处的场强方向一致．
2．特点：
(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．
(2)同一幅图中，场强越大的地方，电场线越密；场强越小的地方，电场线越疏，电场线的疏密程度反映了场强的相对大小．
(3)任意两条电场线都不相交，这是因为电场中每一点处的场强只能有一个确定的方向．
1．A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则( )
A．若在A点换上电荷量为－q的试探电荷，A点的场强方向发生变化
B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2E
C．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零
D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关
2．图中画了四个电场的电场线，其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷，图A中虚线是一个圆，图B中几条直线间距相等且互相平行，则下图中M、N两处电场强度相同的是( )
A B C D
解析：电场强度为矢量，M、N两处电场强度相同，则电场强度方向、大小都要相同．题图A中，M、N两点的电场强度大小相同，方向不同．题图B中是匀强电场，M、N两点的电场强度大小、方向都相同．题图C中，M、N两点的电场强度方向相同，大小不同．题图D中，M、N两点的电场强度大小、方向都不相同．故选B.
答案：B
学习小结 1．通过对物理学史的了解，知道电场是一种特殊物质．
2．通过模型建立会用电场线描述电场
探究一 对电场强度的理解
1．电场的性质．
(1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关．电场中不同的地方，电场强度一般是不同的．
(2)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反．
【典例1】 在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示．
(1)求q在M点受到的作用力；
(2)求M点的电场强度；
(3)求拿走q后M点的电场强度；
(4)M、N两点的电场强度哪点大？
答案：(1)大小为1.0×10－8 N，方向沿MO指向Q
(2)大小为100 N/C，方向沿OM连线背离Q
(3)大小为100 N/C，方向沿OM连线背离Q
(4)M点电场强度大
计算电场强度的几种方法
1．(2022·广东茂名高州高二期末)电场中有一点P，下列说法正确的是( )
A．若放在P点的电荷的电荷量翻倍，则P点场强翻倍
B．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的静电力越大
C．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
D．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
解析：电场强度是由电场本身决定的，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关，故A、D错误；电荷在电场中所受电场力为F＝qE，所以P点场强越大，同一电荷在P点所受的静电力越大，故B正确；若试探电荷是正电荷，它在该点的受力方向就是P点的场强方向，若试探电荷是负电荷，它在该点的受力方向的反方向是P点场强的方向，故C错误．
答案：B
2．如图所示是在一个电场中A、B、C、D四点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受静电力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是( )
A．A、B、C、D四点的电场强度大小相等
B．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是ED>EA>EB>EC
C．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是EA>EB>ED>EC
D．无法确定这四个点的电场强度大小关系
探究二 电场强度的叠加
1．电场强度是矢量，当空间的电场是由多个电荷共同产生时，计算空间某点的电场强度时，应先分析每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向，再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向．
2．等量异种电荷或等量同种电荷产生的电场．
电荷 图示 合场强
等量异种点电荷 (1)中垂线上各点的电场强度方向与中垂线垂直.
(2)从O点沿中垂线向两边逐渐减小，直至无穷远时为零.
(3)中垂线上关于O点对称的两点场强相同
续上表
等量同种正点电荷 (1)中垂线上，两电荷连线的中点O和无穷远处的电场强度均为零，其他各点的电场强度均沿着中垂线.
(2)从O点沿中垂线，电场强度先变大，后逐渐减小.
(3)中垂线上关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相反
【典例2】 如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：
(1)两点电荷连线的中点O的场强；
(2)在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的P点的场强．
解析：(1)如图所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由A→B.
A、B两点电荷在O点产生的电场强度：
合场强的求解技巧
(1)电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算．
(2)当两矢量满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，两矢量合成叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算．
3．如图所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点，a点的场强正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？
4．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q( )
A．应放在A点，Q＝＋2q
B．应放在B点，Q＝－2q
C．应放在C点，Q＝＋q
D．应放在D点，Q＝＋q
探究三 电场线的理解应用
1．几种常见电场的电场线画法．
电场 电场线图样 简要描述
正点电荷 “光芒四射”，发散状
负点电荷 “众矢之的”，会聚状
等量正点电荷 “势不两立”，相斥状
续上表
等量异号点电荷 “手牵手，心连心”，相吸状
带电平行金属板 等间距的、平行状(两板之间，除边缘外)
2.等量点电荷电场线的分布及特点．
(1)等量同种点电荷的电场特点．
①两点电荷连线的中点处电场强度为零，此处无电场线，向两侧电场强度逐渐增大．
②两点电荷连线中点沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即电场强度先变大后变小．
(2)等量异种点电荷的电场特点．
①两点电荷连线上的各点电场方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向先变小再变大，中点处电场强度最小．
②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场方向都相同，总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧，从中点到无穷远处，电场强度大小一直减小，中点处电场强度最大．
3．电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系．
(1)电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向，也是正电荷在该点的受力方向
(与负电荷受力方向相反)．
(2)运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向．
(3)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹．
【典例3】(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒
子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所
示，由M运动到N，以下说法正确的是( )
A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能
解析：根据带电粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定带电粒子受电场力的方向沿电场线方向，故带电粒子带正电，选项A正确；由于电场线越密，场强越大，带电粒子受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故带电粒子在N点加速度大，选项C正确；粒子从M点到N点，所受电场力方向与其速度方向夹角小于90°，速度增加，故带电粒子在N点动能大，故选项D正确．
答案：ACD
确定带电粒子在电场中运动轨迹的思路
(1)确定电场方向：根据电场强度的方向或电场线的切线方向来确定．
(2)确定带电粒子受力方向：正电荷所受电场力与电场方向相同，负电荷所受电场力与电场方向相反．
(3)确定带电粒子运动轨迹：带电粒子的运动轨迹向受力方向偏转．
5.某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确
的是( )
A．c点的电场强度大于b点的电场强度
B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点
C．b点的电场强度大于d点的电场强度
D．a点和b点的电场强度的方向相同
解析：电场线的疏密表示电场强度的大小，由题图可知Ea＜Eb，Ed＞Ec，Eb＞Ed，Ea＞Ec，故选项C正确，选项A错误；由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不在同一条直线上，故选项D错误．
答案：C
6.(多选)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电场力的作
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．场强的方向
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
解析：由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷的符号不能确定．由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强，带电粒子在a点所受电场力较大，从而在a点时加速度较大，综上所述C、D正确．故选CD.
答案：CD(共30张PPT)
第一章 静电场的描述
学 习 目 标 STSE情境导学
1．掌握电场力做功的特点并会求电场力做功．(重点) 2．理解电势的概念，并能用此解决相关问题． 3．掌握电势能及其特性并会求电势能．(重点) 4．掌握电场力做功与电势能变化的关系，并能用此解决相关问题．(难点) 5．了解等势面的概念，知道在等势面上移动电荷电场力不做功
利用电场力做功 与等高线类似，
可以将矿石分离 等势面是电场
中电势相等的
各点组成的面
知识点一 电场力做功
在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置有关，与路径无关，更多的研究表明，上述结论也适用于非匀强电场．
知识点二 电势能
1．定义：一个电荷在静电场中的某一位置的势能．
2．电场力做功与电势能的关系：WAB＝EpA－EpB．
3．电势能的单位是焦耳，简称焦，符号是J．
知识点四 等势面
1．定义．
电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面．
2．等势面与电场线的关系．
(1)电场线跟等势面垂直．
(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．
1．如图所示为某电场的一簇电场线，A、B两点的电场强度分别用EA、EB表示，A、B两点的电势分别用φA、φB表示，则( )
A．EAφB
B．EAC．EA>EB，φA>φB
D．EA>EB，φA<φB
解析：根据沿电场线方向电势逐渐降低可知φA>φB，根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知EA答案：A
2.如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负
电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨
迹上的两点，若粒子所受重力不计，那么正确的判断是
( )
A．电场线方向向下
B．粒子一定从a点运动到b点
C．a点电势比b点电势高
D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
解析：无论粒子从a点或者从b点射入电场，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力方向向下，可判断电场线的方向向上而不是向下，A错误；粒子既可以从a点运动到b点，也可以从b点运动到a点，B错误；由于顺着电场线方向电势降低，故有φa<φb，C错误；负电荷逆着电场线方向运动时电势能减少，顺着电场线方向运动时电势能增加，因而粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，D正确．
答案：D
3.如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示该电
场的等势面，下列判断正确的是( )
A．1、2两点的场强相等
B．1、3两点的场强相等
C．1、2两点的电势相等
D．2、3两点的电势相等
解析：由电场线的疏密程度可以描述场强的大小可知，1、2两点和1、3两点的场强均不相同，A、B均错误；1、2两点不在同一等势面上，电势不相等，2、3两点在同一等势面上，电势相等，C错误，D正确．
答案：D
学习小结 1．通过类比重力势能知道静电场中的电荷具有电势能．
2．电势的概念采用比值定义法，知道电势是电势能的性质的物理量
探究一 电场力做功与电势能的变化
1．电场力做功的特点．
如图所示，在电场中将电荷q从A点移到B点，沿着①②
③不同的路径，电场力做功相同，说明电场力做功与
路径无关，只由电荷的始末位置决定．
2．电势能．
(1)概念：电荷在电场中所具有的势能．
(2)对电势能的理解．
①与重力势能类似，电势能在选取零势能位置后，才能有绝对的大小．
②一般选取无限远或大地作为零势能位置．
3．电场力做功和电荷电势能的变化关系．
(1)电场力做正功，电势能一定减少(电势能转化为其他形式的能)．
(2)电场力做负功，电势能一定增加(其他形式的能转化为电势能)．
(3)电场力做功的多少，等于电势能的变化：WAB＝EpA－EpB.
【典例1】 如图所示，A、B为某电场线上的两点，
那么以下结论正确的是( )
A．把正电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加
B．把负电荷从A移到B，静电力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加
D．不论正电荷还是负电荷，从A到B电势能逐渐降低
解析：正电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少；负电荷从A移到B，静电力做负功，电势能增加，因此B正确．
答案：B
判定电势能增减的方法
做功判定法 无论是哪种电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减少；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增加
电场 线法 正电荷顺着电场线方向移动，电势能一定减小，逆着电场线方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线方向移动，电势能一定增加，逆着电场线方向移动，电势能一定减小
电性判定法 同种电荷靠近时电势能增大，远离时电势能减小；异种电荷靠近时电势能减小，远离时电势能增大
1．在电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8 J，以下说法中正确的是( )
A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 J
B．B点电势是15 V
C．电荷的电势能增加了6×10－8 J
D．电荷的电势能减少了6×10－8 J
解析：电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，B点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值，故选项A、B错误；由于电荷从A移到B的过程中是克服静电力做功6×10－8 J，故电荷电势能应该是增加了6×10－8 J，选项C正确，选项D错误．
答案：C
2．如图所示，有一带电的微粒，在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点，则微粒( )
A．带负电，电势能增加 B．带负电，电势能减少
C．带正电，电势能增加 D．带正电，电势能减少
解析：由带电微粒运动的径迹可以看出带电微粒受到的电场力指向径迹凹侧，即与电场方向相同，故带电微粒带正电，选项A、B错误；电场力对带电微粒做正功，微粒电势能减少，选项C错误，D正确．
答案：D
探究二 电势的理解和电势高低的判断
1．对电势的理解．
(1)相对性：电势是相对的，电场中某点的电势高低与电势零点的选取有关．通常将离场源电荷无穷远处或地球表面选为电势零点．
(2)固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关．
(3)标量性：电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值．正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势低于零电势．显然，电势的正负只表示大小，不表示方向．
2．电势高低的判断方法．
(1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低．
(2)场源电荷判断法：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低．
(3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高．
3．电势与电势能的比较．
项目 电势φ 电势能Ep
物理 意义 反映电场能的性质的物理量 电荷在电场中某点所具有的电势能
续上表
相关因素 电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷q无关 电势能大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的
大小 电势沿电场线方向逐渐下降，选定零电势点后，某点的电势高于0，为正值；某点的电势低于0，为负值 正电荷(＋q)电势能的正负跟电势的正负相同；负电荷(－q)电势能的正负跟电势的正负相反
单位 伏特(V) 焦耳(J)
【典例2】 如果把电荷量为q＝＋1.0×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，取无限远处的电势为零，那么：
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？
(2)q未移入电场前，A点的电势是多少？
答案：(1)1.2×10－4 J 1.2×104 V (2)1.2×104 V
(1)计算电势和电势能时，一般要注意“＋”“－”号的代入.
(2)电势和电场强度由电场本身决定，与试探电荷q无关，但两者大小没有任何联系．而电势能由电场和电荷q共同决定，满足Ep＝qφ的关系．
(3)沿电场线电势一定降低，而电势能则不一定，若为正电荷，沿电场线电势能降低；若为负电荷，沿电场线电势能升高．
3．(多选)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点．下列说法正确的是( )
A．M点电势一定高于N点电势
B．M点场强一定大于N点场强
C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势，一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M点场强一定小于N点的场强，B错误；正电荷q在M点的电势能EpM＝qφM，在N点的电势能EpN＝qφN，由于φM＞φN，所以EpM＞EpN，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M，故从M移动到N，电场力做负功，D错误．
答案：AC
探究三 等势面的理解应用
1．等势面的特点．
(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功．
(2)在空间中两等势面不相交．
(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．
(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏．
(5)等势面是为描述电场的性质而假想的面．
(6)等势面的分布与零电势点的选取无关．
2．几种常见电场的等势面．
3．电场线与等势面的区别与联系．
项目 电场线 等势面
物理意义 形象描述电场强度的强弱和方向 形象描述电场中各点电势的高低
图线特点 带箭头的不闭合的曲线，两电场线不相交 可以闭合，也可以不闭合，不同等势面不相交
描述电场 曲线上某一点的切线方向为场强方向，疏密表示场强大小 等势面的垂线方向为场强方向，等差等势面的疏密表示场强大小
做功情况 电荷沿电场线移动时静电力必做功 电荷沿等势面移动时静电力不做功
联系 (1)沿电场线方向电势降低． (2)电场线与等势面垂直 【典例3】 (多选)如图所示，虚线同心圆是一簇某静电场中的等势面，其电势分别是φa、φb和φc，一带正电粒子射入电场中，运动轨迹如图中实线KLMN所示．由图可知( )
A．粒子从K到L的过程中，静电力做负功，电势能增加
B．粒子从L到M的过程中，静电力做负功，电势能增加
C．φa＞φb＞φc
D．φa＜φb＜φc
解析：由等势面的分布规律可知，该电场为点电荷的电场．由运动轨迹可知，运动的正电荷跟场源电荷的相互作用规律是排斥，所以场源电荷是正电荷．根据电场线与等势面垂直，得电场的分布是发散状辐射向外的．正电荷从K到L受静电力的方向背离圆心，与移动方向相反，做负功，电荷的电势能增加，选项A正确；从L到M的过程中，静电力先做负功再做正功，电势能先增加，后减少，选项B错误；根据电场线的方向就是电势降低最快的方向可知选项C错误，D正确．
答案：AD
电场力做功正负的判断
(1)根据电场力和位移方向的夹角判断：夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力做负功．
(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角是锐角时电场力做正功，夹角是钝角时电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时电场力不做功．
(3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减小，则电场力做正功．
(4)根据动能的变化情况判断(物体只受电场力作用)：若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功．
4.如图所示，实线和虚线分别表示等量异种电荷的
电场线和等势线，则下列有关a、b、c、d四点的
说法中正确的是( )
A．a、b两点场强相同
B．a、b两点电势相同
C．c、d两点场强相同
D．c、d两点电势相同
解析：a、b两点是对称的，它们的场强大小相等，但是方向不同，故A错误；沿电场线的方向电势降低，所以a点电势比b点电势高，故B错误；c、d两点在两点电荷连线的中垂线上，中垂线上的电势都为零，所以c、d两点的电势相同，根据电场线的疏密判断场强的大小，d点场强大于c点场强，故C错误，D正确．
答案：D(共38张PPT)
第一章 静电场的描述
学 习 目 标 STSE情境导学
1．理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关． 2．掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负与这两点的电势高低之间的对应关系． 3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行计算． 4．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed，并且能够推导出这个关系式． 5．会用关系式U＝Ed进行有关的计算
空中的闪电， 小鸟两脚之间
就是由于云气 距离小，电势
中所带电荷和 差小，所以小
地面之间存在 鸟可以安然无
巨大的电势差 恙地站在电线
所致 上
知识点一 电势差
1．电势差．
(1)定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压．
(2)表达式：设电场中点A的电势为φA，点B的电势为φB.则A、B两点之间的电势差UAB可以表示为UAB＝φA－φB．
(3)单位：在国际单位制中，单位是伏，符号V.
如图所示，A、B是一条直电场线上的两点，相距为d，
设A点的电场强度为EA，则( )
A．A点电场强度一定大于B点电场强度
B．A点电势一定高于B点电势
C．B点电势一定高于A点电势
D．A、B两点间的电势差一定等于EAd
解析：只有一条电场线，无法判断A、B两点哪一点处的电场线较密，故无法判断A、B两点电场强度的大小；但由于沿电场线的方向电势逐渐降低，故A点电势一定高于B点电势；由于该电场不一定是匀强电场，故A、B两点间的电势差不一定是EAd.故选项B正确．
答案：B
学习小结 1．通过类比高度差理解电势差的含义．
2．从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系
探究一 静电力做功与电势差的关系
3．电势和电势差的比较．
【典例1】 有一个带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功．则：
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？
(2)若B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？
(2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB，得φA＝UAB＝200 V.
由UBC＝φB－φC，得φC＝φB－UBC＝0－(－300) V＝300 V.
电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－3×10－6×200 J＝－6×10－4 J.
电荷在C点的电势能EpC＝qφC＝－3×10－6×300 J＝－9×10－4 J.
答案：见解析
1.如图所示为某静电场等势面的分布，电荷量为
1.6×10－9 C的正点电荷从A经B、C到达D点，则从
A到D，电场力对电荷做的功为( )
A．4.8×10－8 J B．－4.8×10－8 J
C．8.0×10－8 J D．－8.0×10－8 J
解析：UAD＝φA－φD＝－40 V－(－10) V＝－30 V，所以WAD＝
qUAD＝1.6×10－9×(－30) J＝－4.8×10－8 J.
答案：B
2．(多选)若在某电场中将5.0×10－8 C的正电荷由A点移到B点，静电力做功6.0×10－3 J，则( )
A．A、B两点间的电势差是1.2×105 V
B．A、B两点间的电势差是3.0×10－10 V
C．若在A、B两点间由A至B移动2.5×10－8 C的正电荷，则静电力做功3.0×10－3 J
D．若在A、B两点间由A至B移动1.0×10－7 C的正电荷，则静电力做功3.0×10－17 J
答案：AC
2．电势差与电场强度的对比．
【典例2】 如图所示，在E＝500 V/m的匀强电场中，
a、b两点相距d＝2 cm，它们的连线跟场强方向的夹角
是60°，则Uab等于( )
A．5 V B．10 V
C．－5 V D．－10 V
解析：在电场线方向上a、b两点间的距离(或a、b两点所在等势面间的距离)为d′＝abcos 60°＝1 cm，所以|Uab|＝Ed′＝500×1×10－2 V＝
5 V．由题图可知φa＜φb，故Uab＜0，所以Uab＝－5 V，C正确．
答案：C
应用公式U＝Ed时需要注意的问题
(1)此式仅适用于匀强电场．
(2)d是指沿电场线方向上两点间的距离，而不是两点间连线的长度．
3．关于匀强电场中电势差和场强的关系，正确的说法是( )
A．在相同距离的两点上，电势差小的其场强必定大
B．任意两点间的电势差等于场强和这两点距离的乘积
C．电势减小的方向必定是场强的方向
D．沿电场线的方向任意相同距离上的电势差必定相等
4．带有等量异种电荷、相距10 cm的平行板A和B之间有一个匀强电场(如图所示)，电场强度E＝2×104 V/m，方向向下．电场中C点距B板3 cm，D点距A板2 cm.
(1)A、B两点的电势差UAB等于多少？
(2)如果令B板接地(即电势φB＝0)，则C和D的电势φC和φD各是多少？
(3)将一带电量为q1＝＋1.0×10－6 C的点电荷从D移到C点，求电场力做了多少功．
(3)D、C间的电势差为UDC＝φD－φC＝1×103 V，
则点电荷从D移到C点电场力做的功为
WDC＝qUDC＝1.0×10－6×1×103 J＝1.0×10－3 J.
答案：(1)2×103 V (2)6×102 V 1.6×103 V (3)1.0×10－3 J
探究三 对电场强度的进一步理解
1．关于场强E的几个表达式．
2．关于电场强度与电势的理解．
(1)电场强度为0的地方电势不一定为0，如等量同种点电荷连线的中点；电势为0的地方电场强度也不一定为0，如等量异种点电荷连线的中点．
(2)电场强度相等的地方电势不一定相等，如匀强电场；电势相等的地方电场强度不一定相等，如点电荷周围的等势面．
3．电场强度、电势、电势差、电势能的比较．
项目 电场强度 电势 电势差 电势能
意义 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 描述电场力做功的本领 描述电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量
续上表
决定因素 电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关 电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与零电势点的选取有关，有相对性 由电场本身决定，与试探电荷无关，与零电势点的选取无关 由电荷量和电荷所在位置的电势决定，与零电势点选取有关，有相对性
关系 电场强度为0的地方电势不一定为0 电势为0的地方电场强度不一定为0 电势差等于两点的电势的差值 电场强度为0，电势能不一定为0；电势为0，电势能一定为0
续上表
续上表
【典例3】 如图所示，两个平行金属板M、N间距
离d＝1.2 cm，两板接在电压U＝240 V的电源上，M
板接地，板间A点距M板0.2 cm，B点距N板0.5 cm.
一个电荷量q＝－3×10－4 C的点电荷放在A点处．
(1)试求该电荷在A点所受的电场力；
(2)试求该电荷在A点所具有的电势能和A点的电势；
(3)若该电荷由A点运动到B点，电场力做多少功？
(2)A点与M板之间的电势差为UMA＝EdMA＝2.0×104×0.2×10－2 V＝40 V.
因为M板电势为零，所以UMA＝φM－φA，φA＝0－UMA＝－40 V.
电荷q在A点时的电势能为EpA＝qφA＝－3×10－4×(－40) J＝1.2×10－2 J.
(3)dAB＝(1.2－0.2－0.5) cm＝0.5 cm＝0.5×10－2 m，
所以电场力对电荷所做的功为WAB＝qUAB＝qEdAB＝(－3×10－4)× 2.0×104×0.5×10－2 J＝－3×10－2 J，负号表示电场力在此过程中做负功．
答案：(1)6 N，方向竖直向下 (2)1.2×10－2 J －40 V (3)－3×10－2 J
【典例4】 如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5 J的功．求：
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；
(2)如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？
(3)作出过B点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法)．
5.如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10－5 C
的正电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.2 J．已知
A、B两点间距离为2 cm，两点连线与电场方向成60°角，求：
(1)电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功WAB；
(2)A、B两点间的电势差UAB；
(3)该匀强电场的电场强度大小E和方向．
6．如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0 V，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为( )
解析：OA的中点C的电势为3 V，将C点与B点连接，如图，电场线与等势线垂直，
答案：A(共30张PPT)
第一章 静电场的描述
学 习 目 标 STSE情境导学
1．知道使物体起电的三种方式，并理解摩擦起电、感应起电的实质．(重点) 2．理解电荷守恒定律的内容并能用该定律解答相关问题． (难点) 3．知道什么是元电荷，理解电荷量是不能连续变化的
梳子经过摩擦可 带电的金属棒
以带电 与验电器接触
后，验电器带电
知识点一 各种起电方式
1．摩擦起电的定义．
用摩擦的方法使物体带电的过程．
2．静电感应．
(1)定义：由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷重新分布的现象．
(2)特点：导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷．
知识点二 元电荷
1．电荷量．
(1)定义：物体所带电荷数量的多少．
(2)单位：库仑，简称库，符号是C．
(3)自然界只存在两种电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是
正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．
2．元电荷．
(1)定义：一个电子(或质子)所带电量的绝对值．
(2)大小：e＝1.60×10－19 C.
(3)任何带电体的电量都等于元电荷的整数倍．
知识点三 电荷守恒定律 静电现象的解释
1．物质的微观结构：构成物质的原子由原子核和核外运动的电子组成．原子核的正电荷数与核外电子的负电荷数相等，所以整个原子呈电中性．
2．电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在任何转移的过程中，电荷的总量保持不变．
3．静电现象的解释．
(1)摩擦起电的实质：电子从一个物体转移到另一个物体．
(2)静电感应的实质：在带电体上的电荷的作用下，导体上的正负电荷重新分布，使电荷从导体的一部分转移到另一部分．
1．如图所示，在感应起电中，带负电小球P靠近带绝缘底座的导体MN时，M处将( )
A．带负电 B．带正电
C．不带电 D．以上答案均有可能
解析：题述是感应起电，当带负电小球靠近带绝缘底座的导体时，同时电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，左端的负电荷受到排斥力运动到右侧，所以N处带正电，M处带负电，故选项A正确．
答案：A
2．下列关于元电荷e的说法正确的是( )
A．元电荷就是一个电子
B．元电荷就是一个质子
C．元电荷是一种电荷
D．元电荷就是一个电荷量单位
解析：元电荷是最小的电荷量，是电荷量的大小，不是电荷的种类，故A、B、C错误，选项D正确．
答案：D
学习小结 1．从物质微观结构的角度认识物体带电的本质．
2．结合化学知识理解元电荷和电荷量
探究一 三种起电方法
1．摩擦起电．
当两个物体互相摩擦时，由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不一样，束缚能力强的物质在摩擦中得到电子带负电，束缚能力弱的物质在摩擦中失去电子带正电．如毛皮摩擦硬橡胶棒，硬橡胶棒得到电子带负电；丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子带正电．其本质都是发生了电子的转移．
2．感应起电．
(1)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异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷．这种现象叫作静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电．
如图所示，将带正电荷的球C移近导体A时，A、B上的
金属箔将张开．
(2)感应起电有严格的操作步骤，如图所示．
①使带电体C(如带正电)靠近相互接触的两导体A、B.
②保持C不动，用绝缘工具分开A、B.
③移走C，则A带负电，B带正电．
如果先移走C，再分开A、B，那么原来A、B上感应出的异号电荷会立即中和，不会使A、B带电．
3．接触起电．
(1)一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电，这种方式称为接触起电．
(2)电荷量分配：接触带电时，两个物体最终的电荷量分配很复杂，大多靠实验才能确定，但有一种情况能确定电荷量分配，即两个完全相同的导体球相互接触后电荷量平分．
4．物体带电的实质．
(1)物体由中性的原子组成，原子由原子核和核外电子组成，电子带负电，原子核带正电．
(2)由中性原子组成的物体，对外表现为不带电，物体呈电中性．
(3)呈电中性的物体失去电子带正电，得到电子带负电，物体带电的实质是电子的得失．
【典例1】(多选)如图所示，A、B为相互接触的用绝
缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们
的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法
中不正确的是( )
A．把C移近导体A时，A带负电、B带正电
B．先把C移近导体A，再把A、B分开，然后移去C，则A、B上的金属箔片仍张开
C．先把C移走，再把A、B分开，A上的金属箔片仍张开
D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，则A上的金属箔片仍张开，而B上的金属箔片闭合
解析：对于A、B选项，感应起电是使物体带电的一种方法，根据电荷间的相互作用规律可知，导体A的左端会感应出负电荷，导体B的右端会感应出正电荷，所以导体两端的金属箔片都张开，且左端带负电，右端带正电，此时把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔仍张开，故A、B正确；对于C选项，先把C移走，A、B不再带电，再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故C错误；对于D选项，先把A、B分开，再把C移走，A、B仍带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，A、B上的金属箔片都不会张开，故D错误．
答案：CD
感应起电的特点
(1)“近异远同”：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远端感应出与带电体电性相同的电荷．
(2)“等量异性”：用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时，会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷．
1．下列关于起电现象的描述，正确的是( )
A．摩擦起电的本质是产生了新的电荷
B．两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，则每球带电荷量是＋0.3 C
C．一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体将带负电荷
D．无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷
解析：摩擦起电的本质是电荷的转移，不是产生了新的电荷，选项A错误；两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，电荷先中和后均分，则每球带电荷量是＋0.1 C，选项B错误；一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体近端将感应出负电，远端感应出正电，但是导体总电荷还是为零，选项C错误；无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷，选项D正确．
答案：D
2.明同学在空气干燥的教室里进行一个小实验，将一塑
料扁带撕成细丝后，一端打结，做成“章鱼”的造型，
用毛巾顺着细丝向下捋几下，同样用毛巾来回摩擦PVC
(塑料)管．将“章鱼”抛向空中，然后把PVC管从下方靠近它，直到“章鱼”处于悬停状态，则( )
A．PVC管带电方式属于感应起电
B．塑料扁带丝由于带上同种电荷会向四周散开
C．用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带异种电荷
D．PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，两者间相互作用力变小
解析：PVC管带电方式属于摩擦起电，A错误；塑料扁带丝由于带上同种电荷相互排斥而会向四周散开，B正确；用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带同种电荷，C错误；PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，距离减小，两者间相互作用力变大，D错误．
答案：B
3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，下图表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )
解析：由静电感应特点可知，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，A、C、D错误， B正确．故选B.
答案：B
探究二 电荷守恒定律的理解及应用
1．物体带电的实质．
使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷．物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配．
2．应用电荷守恒定律分析接触起电现象中电荷量的分配．
(1)导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配．无论哪种情况，接触前后电荷总量不变．
3．守恒的广泛性．
电荷守恒定律和能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律．电荷守恒定律也涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律．
概念辨析 带电 物体内部有多余电子或缺少电子的状态 中性 物体内正电荷量与负电荷量相等．对外不显示电性的状态
导电 电子或离子在导体内定向移动的过程或现象 中和 是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后达到中性状态的过程
起电 使原来不带电的物体带电的过程 【典例2】 甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.6×10－15 C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是( )
A．乙物体也带了1.6×10－15 C的正电荷
B．甲物体失去了104个电子
C．乙物体失去了104个电子
D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子
解析：甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.6×10－15 C的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带1.6×10－15 C的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，选项B正确．
答案：B
电荷的分配规律
(1)两个大小完全相同、带同种电荷的金属球接触时，电荷平均分配．
(2)两个大小完全相同的带异种电荷的金属球接触时，电荷先中和，剩余电荷再平分．
(3)两个大小、形状完全相同的非球形带电金属导体接触时，也符合上述规律．
4．(多选)关于电荷量，以下说法中正确的是( )
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量只能是某些值
C．物质因摩擦带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子
D．物体所带电荷量的最小值为1.60×10－19 C
解析：带电体所带电量是不能连续变化的，只能是1.60×10－19 C的整数倍，物体因摩擦带电的原因是电子的得失．
答案：BCD
5．2021年5月28日，第八届全国静电纺丝技术与纳米纤维学术会议在天津工业大学召开．摩擦可以产生静电，原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后知甲物体带正电2.8×10－15 C，丙物体带电6×10－16 C．则关于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是( )
A．乙物体一定带有负电荷3.4×10－15 C
B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C
C．丙物体一定带有正电荷6×10－16 C
D．丙物体一定带有负电荷6×10－16 C
解析：根据电荷守恒定律，摩擦后甲物体带正电2.8×10－15 C，则乙物体一定带2.8×10－15 C的负电，乙与丙接触后丙物体一定带有负电荷6×10－16 C，此时乙物体一定带有负电荷22×10－16 C．故选D.
答案：D(共19张PPT)
第一章 静电场的描述
章末复习提升
【知识体系】
主题1 对电场性质的描述——“力”的描述
【典例1】 (多选)如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m．在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示．下列说法正确的是( )
A．B点的电场强度大小为0.25 N/C
B．A点的电场强度的方向沿x轴正方向
C．点电荷Q是正电荷
D．点电荷Q的位置坐标为0.3 m
主题2 对电场性质的描述——“能”的描述
1．电场强度、电势、电势差的比较．
决定因素 E由电场本身的性质决定，与试探电荷无关 电势由电场本身决定，与试探电荷无关，大小与参考点的选取有关，有相对性 由电场本身和两点的电势决定，与试探电荷无关，与参考点的选取无关
联系 匀强电场中UAB＝Ed(d为A、B两点间沿电场强度方向上的距离)；电势沿电场强度的方向降低最快；UAB＝φA－φB；WAB＝EpA－EpB＝qUAB 2．电场力做功的特点及计算方法．
(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与电荷的电荷量Q和初、末位置的电势差U有关；沿着等势面移动电荷，电场力不做功．
(2)电场力做功的计算方法．
①WAB＝qUAB(普遍适用)．
②W＝qElcos θ(适用于匀强电场)．
③WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB(从能量角度求解)．
④W电＋W非电＝ΔEk(由动能定理求解)．
【典例2】 如图所示，Q1、Q2为两个等量同种带正电的点电荷，在两者的电场中有M、N和O三点，其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点)，N为过O点的垂线上的一点．则下列说法中正确的是
( )
A．在Q1、Q2连线的中垂线位置可以画出一条电场线
B．若将一个带正电的点电荷分别放在M、N和O三点，则该点电荷在M点时的电势能最大
C．若将一个带电荷量为－q的点电荷从M点移到O点，则电势能减少
D．若将一个带电荷量为－q的点电荷从N点移到O点，则电势能增加
解析：等量同种正电荷形成的电场中，其连线的中点处场强为零，因此不可能有一条电场线穿过，所以在Q1、Q2连线的中垂线位置不能画出一条电场线，故A错误；根据等量同种正电荷形成的电势的特点可判定：题图中M、N、O三点电势大小的关系为φM>φO>φN，根据电势能Ep＝qφ，可判定带正电的点电荷在M点时的电势能最大，故B正确；从M点到O点，电势是降低的，所以电场力对带电荷量为－q的点电荷做负功，则电势能增加，故C错误；从N点到O点，电势是升高的，所以电场力对带电荷量为－q的点电荷做正功，则电势能减少，故D错误．故选B.
答案：B
2.一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电
荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．
开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：
(1)AB两点的电势差UAB；
(2)匀强电场的场强大小；
(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小．
本章的基础知识和重点知识都是高考热点，包括电场强度、电场线、电势能、等势面和电场力做功；题型，可能是选择题，也可能是计算题．
(2021·广东卷)如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是( )
A．a点的电势比b点的低
B．a点的电场强度比b点的小
C．液滴在a点的加速度比在b点的小
D．液滴在a点的电势能比在b点的大
(2023·全国乙卷)(多选)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方．从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示．M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM＝ON，则小球( )
A．在运动过程中，电势能先增加后减少
B．在P点的电势能大于在N点的电势能
C．在M点的机械能等于在N点的机械能
D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功
解析：由题意知，OP>OM，OM＝ON，则根据点电荷的电势分布情况可知φM＝φN>φP，则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且EpP>EpM＝EpN，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，故A错误，B、C正确；从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，故D错误．
答案：BC
