(共37张PPT)
专题七 静电场
静
电
场
第1讲 静电场及其应用
课标要求 1.通过实验，了解静电现象．能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象．
2．知道点电荷模型．知道两个点电荷间相互作用的规律．体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法．
3．知道电场是一种物质．了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法．会用电场线描述电场．
4．了解生产生活中关于静电的利用与防护．
考点一
PART
01
第一部分
考点一 电荷 电荷守恒定律 库仑定律
1．元电荷、点电荷
(1)元电荷：e＝1.6×10－19 C, 元电荷是物体所带电荷量的____________，所有带电体的电荷量都是元电荷的____________．电荷量是不能____________的物理量，元电荷最早是由____________通过____________测得的．
最小值
整数倍
连续变化
密立根
油滴实验
(2)当带电体本身的____________对研究的问题影响可以忽略不计时，可以将带电体视为点电荷．点电荷是一种理想化模型．
(3)比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的______．
大小和形状
比荷
2．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______到另一个物体，或者从物体的一部分______到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量____________．
(2)三种起电方式：____________、____________、____________．
(3)带电实质：物体带电的实质是__________________．
(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带____________电荷．若两导体原来带异种电荷，则电荷先______，余下的电荷再______．
转移
转移
保持不变
摩擦起电
接触起电
感应起电
电子的转移或得失
等量同种
中和
平分
3．库仑定律
(1)内容：_____中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的_______________成正比，与它们的_______________成反比，作用力的方向在它们的连线上．
真空
电荷量的乘积
距离的二次方
(2)表达式：F＝_______，式中k＝__________ N·m2/C2，叫静电力常量．r指两点电荷间的距离，对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球的球心间距．当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的库仑力不能认为趋于无限大．应用时，注意相同小球接触后电荷均分或中和后重新分布的问题．
(3)适用条件：真空中的__________．
9.0×109
点电荷
(2023·广东学考)关于点电荷，下列说法正确的是( )
A．点电荷是一种理想模型
B．质量小的带电体就是点电荷
C．电量少的带电体就是点电荷
解析：点电荷是一种理想模型，实际不存在，A正确；当电荷的形状、大小和电荷量对所研究问题的影响可以忽略时，就可以看成点电荷，跟其质量大小和电量多少没有关系，B、C错误．
√
如图所示，将一带正电的小球P靠近带有绝缘支架的不带电导体A时，导体A的( )
A．左端带负电，右端带正电
B．左端带正电，右端带负电
C．左右两端都带正电
D．左右两端都带负电
解析：导体A处于正点电荷电场中，出现静电感应现象，根据电荷之间的相互作用的特点可知，导体A上左端带负电荷，右端带正电荷，故A正确，B、C、D错误．
√
【跟踪训练1】 如图所示，用绝缘支柱固定的两不带电金属导体P和Q彼此接触，将一带正电的小球O移近导体P后，先把P、Q分开，再移走O，关于P、Q电性的说法正确的是( )
A．P带正电，Q带负电
B．P带正电，Q带正电
C．P带负电，Q带正电
√
(2023·广东学考)如图所示，光滑绝缘的水平桌面的同一直线上，放置三个可视为点电荷的小球M、N和P，其中M和N固定，带电量分别为＋q1和－q2.若小球P能保持静止，则( )
A．P一定带正电，q1＝q2
B．P一定带正电，q1>q2
C．P可能带正电，q1＝q2
D．P可能带正电，q1>q2
√
【跟踪训练2】 库仑定律和万有引力定律有很多相似之处，对于两个点电荷或两个质点系统，关于库仑力和万有引力的相似性，下列说法不正确的是( )
A．这两种力都是非接触力
B．这两种力的大小都与相互作用的两物体间距离的平方成反比
C．这两种力的方向都沿着相互作用的两物体连线方向
D．这两种力既可以是吸引力又可以是排斥力
√
解析：依据万有引力定律与库仑定律，这两种力都是非接触力，且这两种力的大小都与相互作用的两物体间距离的平方成反比，同时两种力的方向都沿着相互作用的两物体连线方向，故A、B、C正确；万有引力只能是引力，不可为斥力，而库仑力既可为斥力，也可为引力，故D错误．
√
考点二
PART
02
第二部分
考点二 电场线 电场强度
1．静电场：静电场是客观存在于电荷周围的一种物质，其基本性质是对放入其中的电荷____________．
2．电场线的特点
(1)电场线从正电荷出发，终止于__________________，或来自无限远处，终止于____________．
有力的作用
负电荷或无限远处
负电荷
(2)电场线在电场中不相交．
(3)在同一电场中，电场线越密的地方____________越大．
(4)电场线上某点的____________表示该点的电场强度方向．
(5)沿电场线方向电势逐渐______．
(6)电场线和等势面在相交处____________．
(7)电场线不是电荷在电场中的运动轨迹．
电场强度
切线方向
降低
互相垂直
正电荷
关于电场线的说法，正确的是( )
A．电场线的方向，就是电荷受力的方向
B．在匀强电场中，正电荷只在静电力作用下一定沿电场线运动
C．电场线越密的地方，同一电荷所受静电力越大
D．静电场的电场线是闭合的
√
解析：电场线的方向，是正电荷所受静电力的方向，与负电荷所受静电力的方向相反，故A错误；在匀强电场中，若正电荷初速度方向与电场线方向不在同一直线上，则正电荷不会沿电场线运动，故B错误；电场线越密，电场强度越大，则电荷所受的静电力越大，故C正确；静电场的电场线从正电荷出发到负电荷或无穷远终止，是不闭合的，故D错误．
【跟踪训练4】 在如图所示的电场中有M、N两点，下列说法正确的是( )
A．该电场是匀强电场
B．M点的电场强度比N点的大
C．同一正电荷在N点受到的静电力比M点的大
D．M点和N点的电场方向相同
√
解析：匀强电场的电场线是间距相等的平行线，可知该电场不是匀强电场，故A错误，M、N是同一电场中的两点，由题图看出，M处电场线密，N处电场线疏，则M处电场强度大于N处电场强度，故B正确；由F＝qE可知，同一正电荷在N点受到的静电力比M点的小，故C错误；电场线的方向表示电场的方向，由题图可知，M点和N点的电场方向不相同，故D错误．
【跟踪训练5】 如图所示，真空中静止的负点电荷产生的电场中，A、B为同一电场线上的两点，若A、B两点的电场强度分别为EA、EB，则( )
A．EA>EB，方向相同
B．EA>EB，方向相反
C．EA＝EB，方向相同
D．EA＝EB，方向相反
√
考点三
PART
03
第三部分
考点三 静电的防止与利用
1．静电平衡：处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度__________，处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面．
2．尖端放电：将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触，就成为避雷针．
3．静电屏蔽：导体壳内部的电场强度处处为零，外电场对壳内的仪器不会产生影响．
处处为0
4．预防静电危害
(1)为了预防尖端放电，高压设备中导体的表面应该尽量光滑．
(2)油罐车可以通过接地链来及时导走静电．
(3)静电屏蔽可以预防电场对仪器的影响．
(4)静电危害预防的主要手段之一是把产生的静电及时导走．
5．静电利用：(1)静电除尘；(2)静电喷漆；(3)静电复印．
(2023·广东学考)如图所示，口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的粉尘、飞沫等，这种阻隔作用是利用了( )
A．静电吸附 B．尖端放电
C．静电屏蔽 D．电磁感应
解析：由题意可知，熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，所以当几微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，可知，其原理为静电感应和静电吸附．故A正确，B、C、D错误．
√
【跟踪训练6】 (多选)下列仪器与静电现象有关的是( )
A．指南针
B．避雷针
C．静电除尘器
D．红外加热器
√
√
解析：指南针利用地磁场对小磁针的磁场力作用来工作，与静电现象无关，A错误；当打雷的时候，由于静电感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，和静电现象有关，B正确；在高大的烟囱中安装静电除尘器，利用静电除去废气中的粉尘，这是对于静电的应用，与静电现象有关，C正确；红外加热器利用红外线的热效应，与静电现象无关，D错误．
【跟踪训练7】 下列做法属于预防静电危害的是( )
A．用静电吸附粉尘
B．用静电喷涂油漆
C．复印机对碳粉的静电吸附
D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖条铁链在地上
√
解析：用静电吸附粉尘、用静电喷涂油漆、复印机对碳粉的静电吸附等是静电的应用，汽车行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时地将这些静电导走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故．拖地铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断地被中和，防止因静电产生火花引起油罐爆炸，这是预防静电的危害，故D正确，A、B、C错误．(共36张PPT)
第2讲 静电场中的能量
课标要求 1.知道静电场中的电荷具有电势能．
2．了解电势能、电势和电势差的含义．
3．知道匀强电场中电势差与电场强度的关系．
考点一
PART
01
第一部分
考点一 静电力做功和电势能
1．静电力做功的特点：静电力做功与______无关，只与____________有关．
2．电势能：电荷在______中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到____________位置时静电力所做的功．
路径
初、末位置
电场
零势能
3．电场中的功能关系
(1)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变．
(2)若只有静电力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．
(3)除重力、系统内弹簧弹力之外，其他各力对系统做的功等于系统机械能的变化．
(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．
4．电势能大小的判断方法
(1)做功判断法：静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增大．
(2)电荷电势法：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大．
(3)能量守恒法：在电场中，若只有静电力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大．
如图所示，负电荷仅受静电力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中静电力对其做功和电势能变化情况分别是( )
A.做负功、电势能增加
B．做正功、电势能增加
C．做负功、电势能减小
D．做正功、电势能减小
√
解析：由图可知，负电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点的过程中，电场力的方向大致向左，根据功的定义可知，电场力做正功，电势能减少．
【跟踪训练1】 下列说法正确的是( )
A．正电荷放于电势越低处，电势能越小
B．负电荷放于电场线越密处，电势能越小
C．正电荷由电势低处移到电势高处，静电力做正功
D．负电荷沿电场线移动，电势能减小
√
解析：根据推论可知，正电荷放于电势越低处，电势能越小，故A正确；负电荷放于电场线越密处，受到的静电力越大，但电势能不一定越小，故B错误；正电荷由电势低处移到电势高处，电荷的电势能增加，则静电力做负功，故C错误；负电荷受到的静电力的方向与电场线的方向相反，顺着电场线移动，负电荷电势能增大，故D错误．
【跟踪训练2】 某区域电场线如图所示，A、B为区域上两点，下列说法正确的是( )
A．正电荷在A点所受静电力比在B点所受静电力小
B．A点电势低于B点电势
C．正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
D．将电子从A点移动到B点，静电力做正功
√
解析：电场线越密，电场强度越大，则A点电场强度一定大于B点电场强度，正电荷在A点所受静电力比在B点所受静电力大，故A错误；因为顺着电场线方向电势降低，则A点电势一定高于B点电势，故B错误；若正电荷从A移动到B，静电力做正功，电势能减小，则知正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故C正确；将电子从A点移动到B点，静电力方向向左，静电力做负功，故D错误．
考点二
PART
02
第二部分
考点二 电势及电势高低的判断
1．电势
(1)定义：电荷在电场中某一点的_____________________之比，叫作电场在这一点的电势．
(2)定义式：φ＝_______．
(3)矢标性：电势是_______，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比_______高(低).
(4)相对性：电势具有_______，同一点的电势因选取______________的不同而不同．
电势能与它的电荷量
标量
零电势
相对性
零电势点
(2023·广东学考)点电荷M和金属平板N周围的电场线分布如图所示，a、b为同一条电场线上的两点，下列说法正确的是( )
A．M带正电，N的上表面带正电
B．M带负电，N的上表面带负电
C．a、b两点的电场强度相等
D．a点的电势比b点的电势高
√
解析：电场线起始于正电荷终止于负电荷，所以点电荷M带正电，N的上表面带负电，故A、B错误；电场线越密，电场强度越大，所以a点电场强度大于b点电场强度，故C错误；沿电场线方向电势降低，所以a点电势高于b点电势，故D正确．
【跟踪训练3】 如图所示，实线表示匀强电场的电场线．一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在静电力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点．若a点电势为φa，b点电势为φb，则( )
A．电场强度方向一定向左，且电势φa＜φb
B．电场强度方向一定向左，且电势φa＞φb
C．电场强度方向一定向右，且电势φa＞φb
D．电场强度方向一定向右，且电势φa＜φb
√
解析：由做曲线运动条件可知合力指向曲线的内侧，而电场强度方向应该是电场线上每一点的切线方向，所以该带电粒子所受的静电力方向一定向右．由于该粒子是负电荷，所以电场强度方向一定向左，根据沿着电场线的方向电势降低，可判定a点的电势小于b点，即φa＜φb，故A正确．
【跟踪训练4】 (多选)圆弧形电极MN与电源负极相连，圆弧圆心处的电极与电源正极相连，电场线分布如图所示，P、Q为一条电场线上的两点．下列说法正确的是( )
A．P、Q两点的电场强度大小相等
B．P点的电场强度大于Q点的电场强度
C．P点的电势高于Q点的电势
D．P点的电势等于Q点的电势
√
√
考点三
PART
03
第三部分
考点三 等势面与电势差
1．等势面
(1)定义：电场中____________的各点组成的面．
(2)四个特点
①等势面一定与____________垂直．
电势相等
电场线
②在____________上移动电荷时静电力不做功．
③电场线方向总是从____________的等势面指向____________的等势面．
④等差等势面越密的地方电场强度______，反之______．
同一等势面
电势高
电势低
越大
越小
2．电势差
(1)定义：在电场中，两点之间____________叫作电势差．
(2)电势差与静电力做功的关系：UAB＝______．
(3)电势差与电势的关系：UAB＝________，UAB＝－UBA.
(4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及静电力做的功WAB______，与零电势点的选取______．
电势的差值
φA－φB
无关
无关
√
【跟踪训练5】 正点电荷的电场线和等势线如图所示，下列说法正确的是( )
A．a点的电势比d点的高
B．b点的电场强度比c点的小
C．正点电荷从c点移到b点，静电力做正功
D．负点电荷从c点沿圆弧移到d点，电势能增大
√
解析：沿电场线方向电势降低，故有φa>φb>φc＝φd，A正确；电场线的疏密程度表示场强大小，故有Ea>Eb>Ec＝Ed，B错误；正点电荷从c点移到b，即从电势低处移到电势高处，电势能增加，静电力做负功，C错误；无论正电荷还是负电荷，在等势面上移动时，静电力均不做功，电势能均不变，D错误．
【跟踪训练6】 如图所示，虚线代表电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等．实线为一带负电的质点仅在静电力作用下的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知( )
A．三个等势面中，a的电势较低
B．带电质点通过P点时的电势能较大
C．带电质点通过P点时的动能较大
D．带电质点通过Q点时的加速度较大
√
解析：带电质点做曲线运动，质点所受静电力指向轨迹内侧，由于质点带负电，因此电场线指向右上方，沿电场线方向电势降低，故a等势面的电势最高，c等势面的电势最低，A错误；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中静电力做正功，电势能减小，故通过P点时的电势能大于通过Q点时的电势能，B正确；从P到Q过程中静电力做正功，电势能减小，动能增大，故通过P点时的动能小于通过Q点时的动能，C错误；等势线密的地方电场线密，则场强大，故Q点位置场强小，则静电力小，根据牛顿第二定律知加速度也小， D错误．
考点四
PART
04
第四部分
对公式U＝Ed的理解，下列说法正确的是( )
A．在相同的距离上的两点，电势差大的其场强也必定大
B．匀强电场中，沿着电场线方向相等的距离上的电势降落必定相等
C．此公式适用于所有电场
D．公式中的d是任意两点间的距离
√
解析：在相同距离上的两点，电势差大，场强不一定大，若沿电场线方向相同距离上的两点，电势差大的其场强才必定大，故A错误；匀强电场中，沿着电场线方向相等的距离上的电势降落必定相等，B正确；此公式只适用于匀强电场，C错误；公式中的d是沿电场线方向的距离，D错误．
【跟踪训练7】 如图所示，匀强电场的场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，A、B连线与电场线夹角为60°，若取A点电势为0，则B点电势为( )
A．－10 V B．10 V
C．－5 V D．－3 V
√(共25张PPT)
第3讲 电容 带电粒子在
电场中的运动
课标要求 1.观察常见电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象．能举例说明电容器的应用．
2．能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象．
考点一
PART
01
第一部分
考点一 实验：观察电容器的充、放电现象
1．电容器的充电过程
如图甲所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电．正、负极板带等量的正、负电荷．电荷在移动的过程中形成电流．在充电开始时电流比较大，随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小．当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0.
2．电容器的放电过程
如图乙所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和．在电子移动过程中，形成电流，放电开始时电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小，最后减小到0.
(2023·广东学考)关于电容器充、放电过程，下列说法正确的是( )
A．充电过程中，两极板间电压不变
B．充电过程中，两极板间电压增大
C．放电过程中，两极板间电压不变
D．放电过程中，两极板间电压增大
√
【跟踪训练1】 如图所示电路中，开关S从a拨向b后，灵敏电流计指针偏转，这时( )
A．电容器正在充电，电流的方向为顺时针
B．电容器正在充电，电流的方向为逆时针
C．电容器正在放电，电流的方向为顺时针
D．电容器正在放电，电流的方向为逆时针
解析：电容器充电结束后，上极板带正电，开关S从a拨向b，电容器开始放电，电流从上极板流向下极板，电流的方向为逆时针，故D正确．
√
【跟踪训练2】 如图所示，R1、R2为电阻，C为电容器，S为开关，通过开关S的开合实现对电容器C的充放电．关于充放电过程，下列说法正确的是( )
A．电容器充电时，C的左极板带正电
B．电容器充电时，C的左极板带负电
C．电容器放电时，电流从R1的Q端流向P端
D．电容器放电时，电流从R2的N端流向M端
√
解析：根据电路图可知，电容器充电时，C的右极板带正电，左极板带负电，故A错误，B正确；电容器放电时，由于C的右极板带正电，左极板带负电，电容器充当电源，电流只能从R1的P端流向Q端，故C、D错误．
考点二
PART
02
第二部分
考点二 电容器及电容
1．电容器
(1)组成：由两个彼此______又相互靠近的导体组成．
(2)所带电荷量：一个极板所带电荷量的________．
(3)电容器的充、放电
①充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的____________，电容器中储存电场能．
②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中________转化为其他形式的能．
绝缘
绝对值
异种电荷
电场能
电荷量
电势差
106
1012
容纳电荷
带电
电压
小明同学在“观察电容器的充、放电现象”实验中给一个固定电容器充电．下列描述电容器电荷量Q、电压U、电容C之间关系的图像中，正确的是( )
√
要使平行板电容器的电容增加，可采用的方法是( )
A．增大两极板正对面积
B．增大两极板间距
C．增大两板之间的电压
D．使极板所带的电荷量增加
√
【跟踪训练3】 如图是一种电容式键盘，每个键下面还有一块可上下移动的小金属片．与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片．这样两块金属片就组成个小平行板电容器．当键被按下时，引起电容改变的因素是( )
A．两块金属片间的电压
B．两块金属片上的电量
C．两块金属片间的距离
D．两块金属片的正对面积
√
√
考点三
PART
03
第三部分
(多选)(2023·广东学考)图为示波管的原理简图，电子经加速电场由静止加速，以速度v从M点垂直于偏转电场射入，最后从N点射出，则( )
A．加速电场电压增大，速度v也将增大
B．电子在加速电场运动的过程中，电势能不断增加
C．在偏转电场中，M点的电势比N点的电势高
D．在偏转电场中，M点的电势比N点的电势低
√
√
【跟踪训练4】 如图所示，电子和α粒子(氦原子核)以相同的初动能沿垂直场强方向射入带电金属板间的电场中，从两板另一侧射出时( )
A．电子动能增大，α粒子动能减小
B．电子动能增大，α粒子动能增大
C．电子动能减小，α粒子动能增大
D．电子动能减小，α粒子动能减小
解析：电子和α粒子以相同的初动能沿垂直场强方向射入带电金属板间的电场中，两粒子都发生了偏转，静电力都做正功，两粒子的动能都增加．故选B.
√
【跟踪训练5】 (多选)如图所示，平行板电容器极板间距为d，所加电压为U，极板间形成匀强电场．一个带正电的粒子从上极板由静止释放，经过时间t后到达下极板，在此过程中电场力做功为W.忽略重力影响，下列说法正确的有( )
A．若仅将d增大一倍，则W将保持不变
B．若仅将d增大一倍，则t将增大一倍
C．若仅将U增大一倍，则t将减小一半
D．若仅将U增大一倍，则W将增大一倍
√
√
√
