新教材 人教版高中物理必修第三冊(cè)全冊(cè)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)考點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)提煉

高中物理必修第三冊(cè)全冊(cè)知識(shí)點(diǎn)匯總

第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用............................................................2

1.電荷.....................................................................2

2.庫(kù)侖定律.................................................................5

3.電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度..........................................................11

4.靜電的防止與利用........................................................19

第10章靜電場(chǎng)中的能量..........................................................24

1.電勢(shì)能和電勢(shì)............................................................24

2.電勢(shì)差..................................................................28

3.電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系..................................................35

4.電容器的電容............................................................38

5.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).................................................44

第11章電路及其應(yīng)用............................................................49

1.電源和電流..............................................................49

2.導(dǎo)體的電阻..............................................................54

3.實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量..................................................57

4.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路......................................................63

5.實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表..................................................67

第12章電能能量守恒定律.......................................................72

1.電路中的能量轉(zhuǎn)化........................................................72

2.閉合電路的歐姆定律......................................................76

3.實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量...........................................82

4.能源與可持續(xù)發(fā)展........................................................87

第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步....................................................91

1.磁場(chǎng)磁感線............................................................91

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量......................................................96

3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用.....................................................101

4.電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用.....................................................105

5.能量量子化.............................................................110

第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用

1.電荷

一、電荷

1.兩種電荷：自然界只存在兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷。

2.電荷量：電荷的多少,常用0或q表示，國(guó)際單位制單位是庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱

屋，符號(hào)是3

3.原子的組成

原子由原子核和核外電子組成，原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成,

核外電子帶負(fù)電。通常原子內(nèi)正、負(fù)電荷的數(shù)量相同，故整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為

電中性。

4.自由電子和離子

金屬中原子的最外層電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動(dòng)，這

種能自由運(yùn)動(dòng)的電子叫作自由電子,失去自由電子的原子便成為帶正電的離壬。

5.摩擦起電

兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,原來(lái)呈電中性的

物體由于僵到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。

二、靜電感應(yīng)

1.靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)

體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異獨(dú)電荷，

遠(yuǎn)離帶電體的一端帶回獨(dú)電荷的現(xiàn)象。

2.感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程。

三、電荷守恒定律的兩種表述

1.電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,

或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。

2.一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。

四、元電荷

1.定義：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是曳王所帶的電荷量，這個(gè)最小的電荷

量叫作元電荷，用符號(hào)e表示。

2.所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)值，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。

3,元電荷的大小：e=1.602176634X10二C在計(jì)算中通常取e=1.60X10

7C。

P

4.電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量痣之比。其值一=1.76X10"

-m,.

C/kgo

考點(diǎn)1：對(duì)感應(yīng)起電的理解

1.過(guò)程及現(xiàn)象

(1)取一對(duì)用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體/、B,使它們彼此接觸。起初它們不

帶電，貼在它們下面的金屬箔是閉合的，如圖甲所示。

(2)帶正電荷的球C移近導(dǎo)體人可以看到4、8上的金屬箔都張開(kāi)了，這表

示/、6上都帶了電荷，如圖乙所示。

(3)如果把/、3分開(kāi)，然后移去C,可以看到/和8仍帶有電荷，如圖丙所

示。

(4)讓/、6接觸，金屬箔就不再?gòu)堥_(kāi)，表明它們不再帶電了。這說(shuō)明從B

所帶的電荷是等量的，互相接觸時(shí)，等量的正、負(fù)電荷發(fā)生了中和。

甲乙丙

感應(yīng)起電

2.感應(yīng)起電的本質(zhì)

在導(dǎo)體。上的電荷作用下，導(dǎo)體從8上的自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)，由8端

移至［端，從而引起［端帶負(fù)電，5端帶正電，此時(shí)若將力、8分離，導(dǎo)體爾B

則成為帶等量異種電荷的帶電體。

【例1】如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來(lái)靠近導(dǎo)

體的帶正電的金屬球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi)，將導(dǎo)體分為4、

8兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為。八Q”則下列結(jié)論正確的有()

A.沿虛線d切開(kāi)，4帶負(fù)電，6帶正電，且Q>Q,

B.只有沿虛線6切開(kāi)，才有力帶正電，3帶負(fù)電，且4=2

C.沿虛線a切開(kāi)，/帶正電，3帶負(fù)電，且Q>Q

D.沿任意一條虛線切開(kāi)，都有A帶正電，6帶負(fù)電，且&=Q,而Q,、&

的值與所切的位置有關(guān)

D［靜電感應(yīng)使得力部分帶正電，6部分帶負(fù)電。導(dǎo)體原來(lái)不帶電，只是在

。的電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向6部分移動(dòng)，使6部分有了多余的電子

而帶負(fù)電，/部分缺少了電子而帶正電。力部分失去的電子數(shù)目和3部分多余電

子的數(shù)目是相等的，因此無(wú)論從哪一條虛線切開(kāi)，兩部分的電荷量總是相等的。

但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受。的作用力的強(qiáng)

弱是不同的，這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻。越靠近右端，負(fù)電荷密度越

大；越靠近左端，正電荷密度越大。所以從不同位置切開(kāi)時(shí)，導(dǎo)體的帶電荷量的

值是不同的。故只有D正確。］

分析感應(yīng)起電問(wèn)題時(shí)的三點(diǎn)提醒

(1)明確帶電體與感應(yīng)起電的導(dǎo)體。

(2)弄清楚導(dǎo)體靠近帶電體的一端和遠(yuǎn)離帶電體的另一端，近端感應(yīng)出異種

電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)出同種電荷。

(3)注意拿走物體的順序，若保持帶電體不動(dòng)，先分開(kāi)導(dǎo)體的靠近端和遠(yuǎn)離

端，再移走帶電體，則靠近端帶異種電荷，遠(yuǎn)離端帶同種電荷。若先移走帶電體，

則導(dǎo)體上的電荷會(huì)立即中和，不再帶電。

考點(diǎn)2：元電荷與電荷守恒定律

1.對(duì)元電荷的認(rèn)識(shí)

(1)一個(gè)電子、一個(gè)質(zhì)子或一個(gè)正電子所帶的電荷量都是e,所有帶電體的

電荷量等于e或者是e的整數(shù)倍。

(2)元電荷既不是電子，也不是質(zhì)子，只是一個(gè)電荷量。因?yàn)槲矬w的帶電荷

量通常較小，因此可用元電荷的整數(shù)倍方便地表示，如電子的帶電荷量為一小

即表示電子的帶電荷量為-1.60X10"C?

2.對(duì)電荷守恒定律的理解

(1)電荷守恒定律的另一種表達(dá)：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的

代數(shù)和總是保持不變。

如接觸帶電時(shí)不帶電物體與帶電物體接觸后，電荷在兩物體上重新分配，但

總電荷量不變。

摩擦起電實(shí)質(zhì)上是電子在不同物體間的轉(zhuǎn)移。

(2)接觸帶電時(shí)，兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球相互接觸，則電荷量平分。若兩導(dǎo)

體球帶同種電荷，會(huì)把總電荷量平分；若帶異種電荷，則先中和然后再把剩余電

荷量平分。

【例2】甲、乙兩個(gè)原來(lái)不帶電荷的物體相互摩擦(沒(méi)有第三者參與)，結(jié)

果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6X10T5C的電荷量(正電荷)，下列說(shuō)法正確的是()

A.乙物體也帶了1.6X10T5c的正電荷

B.甲物體失去了10'個(gè)電子

C.乙物體失去了10,個(gè)電子

D.甲、乙兩物體共失去了2X10'個(gè)電子

B［甲、乙兩個(gè)物體相互摩擦，甲帶1.6X10fC的正電荷，那么由電荷守

恒定律可知，乙應(yīng)帶1.6X10-“C的負(fù)電荷，即甲失去了10'個(gè)電子，乙得到了

10,個(gè)電子，所以正確的選項(xiàng)是B。］

規(guī)律方法

(1)同一物體與不同物體摩擦是失去電子還是得到電子，取決于相互摩擦的

兩物體的原子核對(duì)電子束縛能力的相對(duì)強(qiáng)弱。

(2)任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移，在同一隔離系統(tǒng)中正、負(fù)電荷的代數(shù)和

不變。

2.庫(kù)侖定律

一、電荷之間的作用力

1.實(shí)驗(yàn)探究

(1)帶電小球由于受到帶電體對(duì)其的作用力而使絲線偏離豎直方向e角。

(2)在電荷量不變的情況下，小球離帶電體越近，角度，越大，離帶電體越

遠(yuǎn)，角度〃越小。

(3)在距離不變的情況下，帶電體電荷量越大，角度。越大，電荷量越小,

角度0越小。

(4)結(jié)論：影響兩電荷之間相互作用力的因素：距離、電荷量。電荷間的相

互作用力隨帶電體間距離的減小而增大，隨帶電體所帶電荷量的增加而增大。

2.庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量

的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

3.靜電力：電荷之間的相互作用力，也叫庫(kù)侖力。

4.點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體

的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，帶電體可

以看作帶電的點(diǎn)。點(diǎn)電荷是一種理想化模型。

二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)裝置

2.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)改變4和。之間的距離，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力少與距

離r的關(guān)系。

(2)改變/和。的帶電荷量，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力少與帶

電荷量q之間的關(guān)系。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

⑴力少與距離r的二次方成反比，

(2)力/與電荷量s和丁的乘積成正比,770cql3。

4.庫(kù)侖定律表達(dá)式：F=鷺,其中靜電力常量k=9.OX.N?

三、靜電力計(jì)算

1.兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力不會(huì)因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。

2.兩個(gè)或者兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)

這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。

考點(diǎn)1:對(duì)點(diǎn)電荷的理解

1.點(diǎn)電荷是物理模型

只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中

并不存在。

2.帶電體看成點(diǎn)電荷的條件

如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小

對(duì)相互作用力的影響很小，就可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對(duì)問(wèn)題有

關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點(diǎn)電荷。

3.注意區(qū)分點(diǎn)電荷與元電荷

(1)元電荷是最小的電荷量，其數(shù)值等于一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶電荷量的

絕對(duì)值。

(2)點(diǎn)電荷只是不考慮帶電體的大小和形狀，是帶電個(gè)體，其帶電荷量可以

很大也可以很小，但它一定是元電荷的整數(shù)倍。

【例1】(多選)下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法正確的是()

A.兩個(gè)帶電體無(wú)論多大，只要它們之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小，這兩個(gè)

帶電體就可以看作點(diǎn)電荷

B.一個(gè)帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點(diǎn)電荷

C.一個(gè)體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點(diǎn)電荷

D.兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處

理

AD［無(wú)論兩帶電體自身大小怎樣，當(dāng)兩帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大

小時(shí)，帶電體本身的大小對(duì)于所研究的問(wèn)題影響很小，可把帶電體看作點(diǎn)電荷，

選項(xiàng)A正確，而選項(xiàng)C錯(cuò)誤；盡管帶電體很小，但兩帶電體相距很近，以至于本

身的大小和形狀對(duì)問(wèn)題的影響不能忽略，兩帶電體也不能被看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電金屬小球，若離的很近，兩球所帶的電荷在靜電力作用下會(huì)分布

不均，電荷的分布影響到靜電力的大小，若帶同種電荷，相互排斥，等效的點(diǎn)電

荷間距大于球心距離；若帶異種電荷，相互吸引，等效的點(diǎn)電荷間距小于球心距

離，因此，選項(xiàng)D正確。］

對(duì)點(diǎn)電荷的兩點(diǎn)理解

(1)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，不取決于帶電體的大小，而取決于它們的大小、

形狀與距離相比能否忽略。

(2)同一帶電體，在不同問(wèn)題中有時(shí)可以看作點(diǎn)電荷，有時(shí)不可以看作點(diǎn)電

荷。

考點(diǎn)2：對(duì)庫(kù)侖定律的理解

1.庫(kù)侖定律的適用條件是

(1)真空。

(2)靜止點(diǎn)電荷。

這兩個(gè)條件都是理想化的，在空氣中庫(kù)侖定律也近似成立。

2.靜電力的大小計(jì)算和方向判斷

(1)大小計(jì)算

利用庫(kù)侖定律計(jì)算大小時(shí)，不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入公式，只代入

S、3的絕對(duì)值即可。

(2)方向判斷

在兩電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。

3.庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的比較

(1)庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律都遵從與距離的二次方成反比規(guī)律，人們至今

還不能說(shuō)明它們的這種相似性。

(2)兩個(gè)定律列表比較如下

物理定律

萬(wàn)有引力定律庫(kù)侖定律

比較內(nèi)

磁力2「kqg

公式F—2F—2

rr

只要有質(zhì)量，就有引力，存在于電荷間，兩帶電體

產(chǎn)生原因因此稱為萬(wàn)有引力，兩物的庫(kù)侖力由電荷的性質(zhì)決

體間的萬(wàn)有引力總是引力定，既有引力，也有斥力

吸引力與它們質(zhì)量的乘積庫(kù)侖力與它們電荷量的乘

相互作用

成正比積成正比

遵從牛頓第三定律

相似與距離的關(guān)系為平方反比

都有一個(gè)常量

(3)對(duì)于微觀的帶電粒子，它們之間的庫(kù)侖力要比萬(wàn)有引力大得多。電子和

質(zhì)子的靜電引力￡是它們間萬(wàn)有引力￡的2.3義1。39倍，正因如此，以后在研究

帶電微粒間的相互作用時(shí)，可以忽略萬(wàn)有引力。

【例2］兩個(gè)分別帶有電荷量-0和+30的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電

荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫(kù)侖力的大小為凡兩小球相互接觸后將

r

其固定距離變?yōu)樨t兩球間庫(kù)侖力的大小為()

134

A.—FB.~FC-FD.12F

1243

C［由庫(kù)侖定律知產(chǎn)=岑，當(dāng)兩小球接觸后，帶電荷量分別為aQ,故后

來(lái)庫(kù)侖力/=孀誤!=4錯(cuò)誤!，由以上兩式解得b'=錯(cuò)誤!凡C項(xiàng)正確。］

規(guī)律方法

兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律

(1)當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體材料、形狀不同時(shí)，接觸后再分開(kāi)，只能使兩者均帶電，但

無(wú)法確定所帶電荷量的多少。

(2)若使兩個(gè)完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為s、%則有:

考點(diǎn)3：庫(kù)侖定律的應(yīng)用

1.分析帶電體在有庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題時(shí)，方法仍然與解決力學(xué)中物

體的平衡問(wèn)題的方法一樣，具體步驟：

(1)確定研究對(duì)象；(2)進(jìn)行受力分析；(3)建立坐標(biāo)系；(4)列方程/合=0,

正交分解，￡￡=0,￡耳=0；(5)求解方程。

2.三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題

(1)條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等，方向相反。

(2)規(guī)律

“三點(diǎn)共線”一一三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一直線上；

“兩同夾異”一一正負(fù)電荷相互間隔；

“兩大夾小”一一中間電荷的電荷量最??；

“近小遠(yuǎn)大”一一中間電荷靠近電荷量較小的電荷。

【例3】a、6兩個(gè)點(diǎn)電荷相距40cm,電荷量分別為小3，且s=9g,

都是正電荷。現(xiàn)引入點(diǎn)電荷c,這時(shí)a、b電荷恰好都處于平衡狀態(tài)。試問(wèn)：點(diǎn)

電荷c的帶電性質(zhì)是怎樣的？電荷量為多大？它應(yīng)該放在什么地方？

［解析］設(shè)c與a相距x,則c、6相距0.4m—加設(shè)c的電荷量為s，根

據(jù)二力平衡可列平衡方程。

a平衡，則與T警"?=”華

(0.4m)x

6平衡，則々(0；.丁4m)、2=始(0.40ms—A)?

C平衡，則理華=.C:隊(duì)一

x(0.4m—x)

解其中任意兩個(gè)方程，可解得x=0.3m(c在a、8連線上，與a相距30cm,

91

與6相距10cm),5=m0=?幼(功、3為正電荷，⑦為負(fù)電荷)。

［答案］負(fù)電荷木S在a、，連線上，與a相距30cm,與，相距10cm

［一題多變］

上例中，若a、，兩個(gè)電荷固定，其他條件不變，則結(jié)果如何？

提示：由c平衡知，對(duì)3的電性和電荷量無(wú)要求,位置應(yīng)放在與a相距30cm,

與b相距10cm處。

規(guī)律方法

解決三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題

的規(guī)律確定出點(diǎn)電荷的電性和大體位置。求點(diǎn)電荷間的距離時(shí)，對(duì)未知電荷量的

電荷列平衡方程；求未知電荷的電荷量時(shí)，對(duì)其中任意已知電荷量的電荷列平衡

方程求解。

3.電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度

一、電場(chǎng)

1.電場(chǎng)的產(chǎn)生：電荷在其周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)是電苞周?chē)嬖诘囊环N特殊

物質(zhì)。

2.基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。

4B

3.電荷間的相互作用：電荷工^電場(chǎng)電荷

電荷之間是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生相互作用的。

4.電場(chǎng)和磁場(chǎng)統(tǒng)稱為電磁場(chǎng),電磁場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，也有能

量、動(dòng)量。

5.靜電場(chǎng)：靜止的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。

二、電場(chǎng)強(qiáng)度

1.試探電荷：為研究電場(chǎng)的性質(zhì)而引入的電荷量和住積都很小的點(diǎn)電荷。

2.場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的電荷。

3.電場(chǎng)強(qiáng)度

(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力廠跟它的電荷量q的比值,

叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

(2)定義式：E==o

q

(3)單位：牛/庫(kù)(N/C)。

(4)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)

所受的靜電力的方向相同。

(5)物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到

的靜電力大小無(wú)關(guān)。

三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

L點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

b—r—H

如圖所示，場(chǎng)遮電荷。與試探電荷q相距為r,則它們之間的庫(kù)侖力尸=§

=q.,所以電荷q處的電場(chǎng)強(qiáng)度

(1)公式：E=講。

(2)方向：若0為正電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿0和該點(diǎn)的連線直離_。；若0為

負(fù)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿0和該點(diǎn)的連線指圓么

2.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

(1)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的天量

和。這種關(guān)系叫作電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。

gEx

，/小、

+Qi-Qi

例如，圖中P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于電荷+Q在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度￡與電荷

一a在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E的矢量和。

(2)如圖所示，均勻帶電球體(或球殼)外某點(diǎn)的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電

荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，即6=6,式中的r是球心到該點(diǎn)

的距離(r＞而，0為整個(gè)球體所帶的電荷量。

E=k-S.

-----,------

????

四、電場(chǎng)線

1.定義：電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線

方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。

2.特點(diǎn):

(1)電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā),終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷,是不閉合曲線。

(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交,因?yàn)殡妶?chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向具有唯一

性。

(3)在同一幅圖中，電場(chǎng)線的琬蜜反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，電場(chǎng)線越密

的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。

(4)電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線。

五、勻強(qiáng)電場(chǎng)

1.定義：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等,方向相同的電場(chǎng)。

2.電場(chǎng)線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相笠的平行線。

3.實(shí)例：兩塊等大、靠近、正對(duì)的平行金屬板，帶等量異種電荷時(shí)，它們

之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。

考點(diǎn)1：電場(chǎng)強(qiáng)度的理解和計(jì)算

1.電場(chǎng)的性質(zhì)

(1)唯一性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度￡是唯一的，是由電場(chǎng)本身的特性(形成

電場(chǎng)的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷

量的多少均無(wú)關(guān)。電場(chǎng)中不同的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度一般是不同的。

(2)矢量性：電場(chǎng)強(qiáng)度描述了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，是矢量，其方向與在該點(diǎn)的正電

荷所受電場(chǎng)力的方向相同，與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向相反。

2.。=￡^￡=居的比較

Qr

FE=g

公式E=~

Q

本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式

適用范圍一切電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

。表示引入電場(chǎng)的(試探檢驗(yàn))0表示產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷(場(chǎng)

?；騫的意義

電荷的電荷量源電荷)的電荷量

￡不僅用。、r來(lái)表示，且

￡用產(chǎn)與q的比值來(lái)表示，但￡

關(guān)系1

的大小與尺。的大小無(wú)關(guān)￡oc0,￡bc-7

【例1】在真空中。點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷g+L0X10-9C,直線助V通過(guò)。

點(diǎn)，Q"的距離r=30cm,"點(diǎn)放一個(gè)試探電荷q=-LOX1(T'"C,如圖所示.求：

Qq

0MN

(l)q在"點(diǎn)受到的作用力；

(2)〃點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；

(3)拿走q后"點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；

(4)以/V兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度哪點(diǎn)大？

［解析］根據(jù)題意，0是場(chǎng)源電荷，q為試探電荷，為了方便，只用電荷量

的絕對(duì)值計(jì)算。力和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可通過(guò)電荷的正、負(fù)判斷。

(1)電荷q在電場(chǎng)中"點(diǎn)所受到的作用力是電荷0通過(guò)它的電場(chǎng)對(duì)q的作用

?mg士/…口Qq91.OX1O-9X1.OX1O_10_

力，根據(jù)庫(kù)侖定律得用=片=9.0*10詠*-----------------N=1.0X108sN

因?yàn)镺為正電荷，a為負(fù)電荷,庫(kù)侖力是吸弓I力，所以力的方向沿物指向a

(2)解法一：步點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度^=-=^0X10-N/C=100N/C,其方向沿

〃力連線背離。，因?yàn)樗姆较蚺c正電荷所受靜電力的方向相同。

解法二：將F尸堂代入與=彳；得瓦=華=9.OX109XN/C=100

N/Co

⑶電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，它是由形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷0

決定的，與檢驗(yàn)電荷q是否存在無(wú)關(guān)。從〃點(diǎn)拿走檢驗(yàn)電荷q,該處電場(chǎng)強(qiáng)度大

小為100N/C,方向沿加連線背離0。

(4)根據(jù)公式￡=,知，物點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度較大。

［答案］⑴1.0XICTN,沿加指向Q

(2)100N/C,沿QV連線背離Q

(3)100N/C,沿〃V連線背離0

⑷〃點(diǎn)

規(guī)律方法

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向取決于電場(chǎng)本身，與試探電荷的存在及大小無(wú)關(guān)。

pk0kO

⑵電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可用￡=-和求解，但￡=譚只適用于點(diǎn)電荷的電

qrr

場(chǎng)。

考點(diǎn)2：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

1.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場(chǎng)由多個(gè)電荷共同產(chǎn)生時(shí)，計(jì)算空間某點(diǎn)

的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)先分析每個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，再根

據(jù)平行四邊形定則求合場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。

2.比較大的帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)，可以把帶電體分解為若干小塊，每一個(gè)小

塊看作一個(gè)點(diǎn)電荷，用電場(chǎng)疊加的方法計(jì)算。

【例2】直角坐標(biāo)系xa中，KN兩點(diǎn)位于x軸上，G、〃兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖

所示?！?、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電荷量為。的正點(diǎn)電荷置于。點(diǎn)時(shí)，G

點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用A表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則

〃點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為()

y

”(O,Q)

~MONx

C(O,-a)

A.苧4沿y軸正向B.苧沿y軸負(fù)向

4H4a

C.苧F，沿y軸正向D.沿y軸負(fù)向

4a4a

思路點(diǎn)撥：解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：

(1)距離場(chǎng)源電荷相等的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等。

(2)弄清楚等量異種點(diǎn)電荷連線及中垂線上場(chǎng)強(qiáng)的分布特點(diǎn)。

B［由于對(duì)稱性，M、N兩處的負(fù)電荷在G、〃處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，等于

在。點(diǎn)的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)￡="，正點(diǎn)電荷放在G處時(shí)，它在，處產(chǎn)生的場(chǎng)

a

強(qiáng)員=嵩，所以，〃處的合場(chǎng)強(qiáng)6=￡一氏=肅，方向沿y軸負(fù)方向，B正確。］

規(guī)律方法

合場(chǎng)強(qiáng)的求解技巧

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則，常用的方法有圖解法、解

析法、正交分解法等；對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成，可先規(guī)定正方向，進(jìn)而

把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算。

(2)當(dāng)兩矢量滿足大小相等、方向相反、作用在同一直線上時(shí)，兩矢量合成

疊加，合矢量為零，這樣的矢量稱為“對(duì)稱矢量”，在電場(chǎng)的疊加中，注意圖形

的對(duì)稱性，發(fā)現(xiàn)對(duì)稱矢量可簡(jiǎn)化計(jì)算。

考點(diǎn)3：對(duì)電場(chǎng)線的理解及應(yīng)用

1.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線

(1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈輻射狀，正電荷的電場(chǎng)線向外至無(wú)限遠(yuǎn)，負(fù)電荷則相

反，如圖所示。

(2)以點(diǎn)電荷為球心的球面上，電場(chǎng)線疏密相同，但方向不同，說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)

度大小相等，但方向不同。

(3)同一條電場(chǎng)線上，電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，但大小不等。實(shí)際上，點(diǎn)電荷形

成的電場(chǎng)中，任意兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不同。

2.等量異種點(diǎn)電荷與等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線比較

等量異種點(diǎn)電荷等量同利1(正)點(diǎn)電荷

電場(chǎng)線分布圖

1

。點(diǎn)最小，從。點(diǎn)沿連線向。點(diǎn)為零，從。點(diǎn)沿連線向兩

連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小

兩邊逐漸變大邊逐漸變大

中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)大。點(diǎn)最大，從。點(diǎn)沿中垂線。點(diǎn)為零，從。點(diǎn)沿中垂線向

小向兩邊逐漸變小兩邊先變大后變小

關(guān)于。點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)

/與小、8與夕等大同向等大反向

的場(chǎng)強(qiáng)

3.電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系

(1)電場(chǎng)線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

(2)同時(shí)具備以下條件時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線重合：

①電場(chǎng)線為直線；

②帶電粒子的初速度為零，或初速度沿電場(chǎng)線所在直線；

③帶電粒子只受電場(chǎng)力，或其他力的合力沿電場(chǎng)線所在直線。

(3)只在電場(chǎng)力作用下，以下兩種情況帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)軌跡

與電場(chǎng)線不重合：

①電場(chǎng)線為曲線；

②電場(chǎng)線為直線時(shí)，帶電粒子有初速度且與電場(chǎng)線不共線。

【例3](多選)用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱，

如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn)：。是電荷連

線的中點(diǎn)，反尸是連線中垂線上相對(duì)。對(duì)稱的兩點(diǎn)，6、。和/、〃也相對(duì)。對(duì)稱。

則()

甲乙

A.B、。兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同

B.A,〃兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反

C.E、0、夕三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)

D.B、0、C三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)

AC［根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布情況可知，8、。兩點(diǎn)對(duì)稱分布，場(chǎng)強(qiáng)

大小相等，方向相同，A選項(xiàng)正確；根據(jù)對(duì)稱性可知，/、〃兩處電場(chǎng)線疏密程度

相同，4、〃兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，方向相同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；E、。、尸三點(diǎn)中。點(diǎn)場(chǎng)

強(qiáng)最強(qiáng)，C選項(xiàng)正確；B、0、。三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。］

【例4】(多選)某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電

場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，由物點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是

()

A.粒子必定帶正電荷

B.粒子在"點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度

C.粒子在"點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度

D.粒子在"點(diǎn)的動(dòng)能小于它在N點(diǎn)的動(dòng)能

思路點(diǎn)撥：(1)根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷加速度的大小關(guān)系。

(2)根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷電場(chǎng)力的方向。

ACD［根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的情況，可以確定帶電粒子受電場(chǎng)力的方

向沿電場(chǎng)線方向，故帶電粒子帶正電，A選項(xiàng)正確。由于電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大，

帶電粒子受電場(chǎng)力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故帶電粒子

在N點(diǎn)加速度大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確。粒子從〃點(diǎn)到N點(diǎn)，所受電場(chǎng)力方

向與其速度方向夾角小于90°,速度增加，故帶電粒子在n點(diǎn)動(dòng)能大，故D選

項(xiàng)正確。］

規(guī)律方法

確定帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的思路

⑴確定電場(chǎng)方向：根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向或電場(chǎng)線的切線方向來(lái)確定。

(2)確定帶電粒子受力方向：正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相同，負(fù)電荷所

受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反。

(3)確定帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡：帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡向受力方向偏轉(zhuǎn)。

4.靜電的防止與利用

一、靜電平衡

1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體的兩側(cè)出現(xiàn)

感應(yīng)更蒞的現(xiàn)象。

2.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)。

3.導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度特點(diǎn)：內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0。

二、尖端放電

1.電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大,附近的電場(chǎng)強(qiáng)度很大,空氣中的帶電

粒子劇烈運(yùn)動(dòng)，從而使空氣分子被撞“散”而使空氣分子中的正、負(fù)電荷分離的

現(xiàn)象。

2.尖端放電：導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)使附近的空氣電離，電離后的異種離子與

尖端的電荷中和,相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。

3.尖端放電的應(yīng)用與防止

(1)應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑，減少電能的損失。

三、靜電屏蔽

1.靜電屏蔽：靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)處處為零,外電場(chǎng)對(duì)殼

內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生影響。

2.靜電屏蔽的應(yīng)用

(1)把電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里。

(2)野外三條輸電線上方架設(shè)兩條導(dǎo)線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來(lái)。

四、靜電吸附

1.靜電除塵：設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極

被收集起來(lái)。

2.靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作

用下，這些微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。

3.靜電復(fù)印的工作過(guò)程：

(1)充電：通過(guò)電源使有機(jī)光導(dǎo)體鼓帶上正電。

(2)曝光：利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上字跡的像成在有機(jī)光導(dǎo)體鼓上，有字跡的

地方保留正電荷。

(3)顯影：帶負(fù)電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。

(4)轉(zhuǎn)?。簬д姷霓D(zhuǎn)印電極使白紙帶上正電，帶正電的白紙與有機(jī)光導(dǎo)體

鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸附在白紙上。

(5)放電：使有機(jī)光導(dǎo)體放電，除去表面的殘余電荷。

考點(diǎn)1：對(duì)靜電平衡的理解

1.靜電平衡的過(guò)程

(1)電荷分布的變化情況：金屬導(dǎo)體放到電場(chǎng)強(qiáng)度為A的電場(chǎng)中，金屬中的

自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)導(dǎo)致導(dǎo)體一側(cè)聚集負(fù)電荷，而另一側(cè)聚集正電

荷。

(2)合電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況：感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場(chǎng)方向相反的

電場(chǎng)，導(dǎo)致合電場(chǎng)強(qiáng)度減小。當(dāng)感應(yīng)電荷繼續(xù)增加，合電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，合電

場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)，自由電荷的定向移動(dòng)停止。

+

E=0+

+

+

71D

2.對(duì)靜電平衡的三點(diǎn)理解

(1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)的結(jié)果，達(dá)到靜電平衡時(shí)，自由電荷

不再發(fā)生定向移動(dòng)。

(2)金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時(shí)間是非常短暫的。

(3)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零是指外電場(chǎng)￡與導(dǎo)體兩端的

感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)爐的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零，E'=一反

3.處于靜電平衡時(shí)的導(dǎo)體上的電荷分布特點(diǎn)

(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體表面，內(nèi)部沒(méi)有凈電荷。

(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電量相等，近異遠(yuǎn)同，如圖甲所

(3)凈電荷在導(dǎo)體表面的分布不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密

集，如圖乙所示。

甲乙

處于靜電平衡的導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)分布情況

靜電平衡的導(dǎo)體尖端電荷集中，電荷電場(chǎng)線密集。

【例1】在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷力和8,電荷量分別為-0和+20,相距

為21,如果在兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)。有一個(gè)半徑為的空心金屬球，且

球心位于。點(diǎn)，如圖所示，則球殼上的感應(yīng)電荷在。處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為多少？

方向如何？

A(A-/B

［解析］根據(jù)電場(chǎng)的疊加和靜電平衡，球心。處的合場(chǎng)強(qiáng)為0,即感應(yīng)電荷

的電場(chǎng)強(qiáng)度與力、8兩點(diǎn)電荷在。處所產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)等大、反向，即￡感=回+瓦

=耳+號(hào)=滓A、6在。處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左，所以反《向右。

［答案］華方向向右

［一題多變］

上例中，若將點(diǎn)電荷6移走，其他條件不變，則球殼上的感應(yīng)電荷在0

處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為多少？方向如何？

提示：E'期=￡=?,/在。處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左，所以爐廄向右。

規(guī)律方法

處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的求解方法

(1)運(yùn)用￡=岑求出外電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)￡外的大小和方向。

(2)由于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，則滿足靜電平衡條件/行=0。

⑶由￡外+凰=0,求出感應(yīng)電場(chǎng)￡感的大小和方向。

考點(diǎn)2：對(duì)靜電屏蔽的理解

1.靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)

靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加

電場(chǎng)矢量和為零，好像是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其

實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零。

2.靜電屏蔽的兩種情況

\接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不影響導(dǎo)體

導(dǎo)體外部電場(chǎng)不影響導(dǎo)體內(nèi)部

外部

圖示

因場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與導(dǎo)體球殼

當(dāng)空腔外部接地時(shí)，外表面的感應(yīng)

實(shí)現(xiàn)表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)

電荷因接地將傳給地球，外部電場(chǎng)

過(guò)程為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，起到屏

消失，起到屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用

蔽外電場(chǎng)的作用

最終接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷

導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電荷影響

結(jié)論影響

靜電屏蔽是激發(fā)電場(chǎng)與感應(yīng)電場(chǎng)疊加的結(jié)果，所以做靜電屏蔽的材料只

本質(zhì)

能是導(dǎo)體，不能是絕緣體

【例2】如圖所示，把原來(lái)不帶電的金屬殼6的外表面接地，將一帶正電

的小球4從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與6接觸，達(dá)到靜電平衡后，則()

A.6的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零

B.3不帶電

C.8的外表面帶正電

D.6的內(nèi)表面帶負(fù)電

D［因?yàn)榻饘贇さ耐獗砻娼拥?，所以外表面沒(méi)有感應(yīng)電荷，只有內(nèi)表面有感

應(yīng)電荷分布，且由于力帶正電，則6的內(nèi)表面帶負(fù)電，D對(duì)，B、C錯(cuò)；6的空腔

內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場(chǎng)和金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，所以空腔

內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)。］

規(guī)律方法

處理靜電屏蔽問(wèn)題的注意點(diǎn)

(1)空腔可以屏蔽外界電場(chǎng)，接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場(chǎng)作用，其本質(zhì)

都是因?yàn)榧ぐl(fā)電場(chǎng)與感應(yīng)電場(chǎng)疊加的結(jié)果，分析中應(yīng)特別注意分清是哪一部分電

場(chǎng)作用，還是合電場(chǎng)作用的結(jié)果。

(2)對(duì)靜電感應(yīng)，要掌握導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷是如何移動(dòng)的，是如何建立起

附加電場(chǎng)的，何處會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電荷。

(3)對(duì)靜電平衡，要理解導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)所具有的特點(diǎn)。

考點(diǎn)3：靜電的產(chǎn)生、應(yīng)用和防止

1.靜電是如何產(chǎn)生的

兩種不同的物體相互摩擦可以起電，甚至干燥的空氣與衣物摩擦也會(huì)起電。

摩擦起的電在能導(dǎo)電的物體上可迅速流失，而在不導(dǎo)電的絕緣體(如化纖、毛織

物等物體)上就不會(huì)流失而形成靜電，并聚集起來(lái)，當(dāng)達(dá)到一定的電壓時(shí)就產(chǎn)生

放電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花并發(fā)出聲響。

2.靜電的應(yīng)用和防止

(1)靜電的應(yīng)用

利用靜電的性質(zhì)應(yīng)用舉例

利用靜電能吸引較小物靜電復(fù)印、靜電噴漆、靜電噴霧、激光打印、

體靜電除塵

利用高壓產(chǎn)生的電場(chǎng)靜電保鮮、靜電滅菌、農(nóng)作物種子處理

利用放電產(chǎn)生物臭氧防止紫外線、氮合成氨

（2）靜電的防止

防止靜電危害的基本辦法是盡快把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，避免越積越多。

防止靜電的途徑主要有：

①避免產(chǎn)生靜電，例如，在可能情況下選用不易產(chǎn)生靜電的材料。

②避免靜電的積累，產(chǎn)生的靜電要設(shè)法導(dǎo)走，例如，增加空氣濕度、接地等。

【例3］（多選）靜電的應(yīng)用有多種，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、

靜電復(fù)印等，它們依據(jù)的原理都是讓帶電的物質(zhì)粒子在電場(chǎng)力作用下奔向并吸附

到電極上，靜電噴漆的原理如圖所示，則以下說(shuō)法正確的是（）

A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強(qiáng)電場(chǎng)

B.涂料微粒一定帶正電

C.涂料微粒一定帶負(fù)電

D.涂料微?？梢詭д?，也可以帶負(fù)電

AC［靜電噴涂的原理就是讓帶電的涂料微粒在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下被吸附到工

件上，而達(dá)到噴漆的目的，所以A正確。由題圖知，待噴漆工件帶正電，所以涂

料微粒應(yīng)帶負(fù)電，C項(xiàng)正確。］

第10章靜電場(chǎng)中的能量

1.電勢(shì)能和電勢(shì)

一、靜電力做功的特點(diǎn)

1.特點(diǎn)：靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置直升，與電荷經(jīng)過(guò)的

路徑無(wú)關(guān)。

2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中靜電力做功：除=於?狐c(diǎn)ose,其中。為靜電力與位移

間的夾角。

二、電勢(shì)能

1.概念：電荷在靛電場(chǎng)中具有的勢(shì)能。用耳表示。

2.靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系

靜電力做的功等于電勢(shì)能的遮少量，廄產(chǎn)品一蜃。

「電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少;

〔電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。

3.電勢(shì)能的大?。弘姾稍谀滁c(diǎn)的電勢(shì)能，等于靜電力把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)

能位置時(shí)所做的功。

4.零勢(shì)能點(diǎn)：電場(chǎng)中規(guī)定的電勢(shì)能為零的位置,通常把離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)

處或大地處的電勢(shì)能規(guī)定為零。

三、電勢(shì)

1.定義：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值。

2.定義式：

q

3.單位：國(guó)際單位制中，電勢(shì)的單位是伏特,符號(hào)是V,1V=1J/C。

4.特點(diǎn)

(1)相對(duì)性：電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的大小，與所選取的零電勢(shì)的位置有關(guān)，一般

情況下取離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)或大地為零電勢(shì)位置。

(2)標(biāo)矢性：電勢(shì)是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。

5.與電場(chǎng)線關(guān)系：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。

考點(diǎn)1：靜電力做功和電勢(shì)能的變化

1.電場(chǎng)力做功正、負(fù)的判定

(1)若電場(chǎng)力是恒力，當(dāng)電場(chǎng)力方向與電荷位移方向夾角為銳角時(shí)，電場(chǎng)力

做正功；夾角為鈍角時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功；夾角為直角時(shí)，電場(chǎng)力不做功。

(2)根據(jù)電場(chǎng)力和瞬時(shí)速度方向的夾角判斷。此法常用于判斷曲線運(yùn)動(dòng)中變

化電場(chǎng)力的做功情況。夾角是銳角時(shí)，電場(chǎng)力做正功；夾角是鈍角時(shí)，電場(chǎng)力做

負(fù)功；電場(chǎng)力和瞬時(shí)速度方向垂直時(shí)，電場(chǎng)力不做功。

(3)若物體只受電場(chǎng)力作用，可根據(jù)動(dòng)能的變化情況判斷。根據(jù)動(dòng)能定理，

若物體的動(dòng)能增加，則電場(chǎng)力做正功；若物體的動(dòng)能減少，則電場(chǎng)力做負(fù)功。

2.電勢(shì)能的性質(zhì)

性質(zhì)理解

電勢(shì)能是由電場(chǎng)和電荷共同決定的，是屬于電荷和電場(chǎng)所共有的，

系統(tǒng)性

我們習(xí)慣上說(shuō)成電荷的電勢(shì)能

電勢(shì)能是相對(duì)的，其大小與選定的電勢(shì)能為零的參考點(diǎn)有關(guān)。確定

相對(duì)性

電荷的電勢(shì)能，首先應(yīng)確定參考點(diǎn)

標(biāo)矢性電勢(shì)能是標(biāo)量，有正負(fù)但沒(méi)有方向

3.判斷電勢(shì)能大小的方法

(1)做功判定法：無(wú)論是哪種電荷，只要是電場(chǎng)力做了正功，電荷的電勢(shì)能

一定是減少的；只要是電場(chǎng)力做了負(fù)功(克服電場(chǎng)力做功)，電荷的電勢(shì)能一定是

增加的。

(2)電場(chǎng)線法：正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)，電勢(shì)能一定減少，逆著電場(chǎng)

線的方向移動(dòng)，電勢(shì)能一定增加；負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)，電勢(shì)能一定增

加，逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)，電勢(shì)能一定減少。

(3)電性判定法：同種電荷相距越近，電勢(shì)能越大，相距越遠(yuǎn)，電勢(shì)能越??；

異種電荷相距越近，電勢(shì)能越小，相距越遠(yuǎn)，電勢(shì)能越大。

【例1】將帶電荷量為6X106c的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的［點(diǎn)移到6點(diǎn)，克

服靜電力做了3X10-5j的功，再?gòu)?移到乙靜電力做了1.2X10-J的功，

則：

(1)該電荷從/移到8,再?gòu)?移到。的過(guò)程中，電勢(shì)能共改變了多少？

(2)如果規(guī)定［點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在8點(diǎn)和。點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多

少？

思路點(diǎn)撥：(1)電勢(shì)能的變化量可根據(jù)△耳=一/電或八月=扁一品計(jì)算。

(2)電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把該電荷從該點(diǎn)移至零電勢(shì)能點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的

功。

［解析］(1)從力移到。，靜電力做的功仁=—3X10-5J+L2X10-5J=一

1.8X10-5j,電勢(shì)能增加1.8X10Tj。

⑵3扁—%=-3X10-5J,又扁=0,則扁=3Xl(rJ

猊=扁一蜃=—1.8X10TJ,則心=1.8X10-5j。

［答案］(D增加1.8X10-5J(2)3X10-5J1.8X10-5J

［一題多變］

上例中，若規(guī)定5點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則