高三物理电场知识点梳理

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篇一：高中物理电场知识点与题型归纳(精编)

高中物理电场总结

一. 教学内容：电场考点例析

电场是电学的基础知识，是承前启后的一章。通过这一章的学习要系统地把力学的“三大

方法”复习一遍，同时又要掌握新的概念和规律。这一章为历年高考的重点之一，特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和熟练程度。只要同学们在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线”，实现知识的系统化，找出它们的有机联系，做到融会贯通，在高考得到本章相应试题的分数是不困难的。

二. 夯实基础知识

1. 深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。

（1）库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，

跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：

其中k为静电力常量， k=9.0×10 9 N?m2/c2

成立条件：① 真空中（空气中也近似成立），② 点电荷。即带电体的形状和大小对相互

作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r）。

（2）电荷守恒定律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。

2. 深刻理解电场的力的性质。

电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度E是描述电场的力的性质

的物理量。

（1）定义： 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该

点的电场强度，简称场强。这是电场强度的定义式，适用于任何电场。其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。

（2）点电荷周围的场强公式是： ，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。

（3）匀强电场的场强公式是： ，其中d是沿电场线方向上的距离。

3. 深刻理解电场的能的性质。

（1）电势φ：是描述电场能的性质的物理量。

① 电势定义为φ= P ，是一个没有方向意义的物理量，电势有高低之分，按规定：正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点电势越高 。

② 电势的值与零电势的选取有关，通常取离电场无穷远处电势为零；实际应用中常取大地

电势为零。

③ 当存在几个“场源”时，某处合电场的电势为各“场源”在此处电场的电势的代数和 。

④ 电势差，A、B间电势差UAB=ΦA－ΦB；B、A间电势差UBA=ΦB－ΦA，显然UAB=－

UBA，电势差的值与零电势的选取无关。

（2）电势能：电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能，它具有相对性，即电势

能的零点选取具有任意性；系统性，即电势能是电荷与电场所共有。

① 电势能可用Ep=qФ计算。

② 由于电荷有正、负，电势也有正、负（分别表示高于和低于零电势），故用Ep=qФ计

算电势能时，需带符号运算。

（3）电场线的特点：

① 始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）；

② 不相交，不闭合；

③ 不能穿过处于静电平衡状态的导体。

（4）电场线、场强、电势等势面的相互关系。

① 电场线与场强的关系；电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每一点的切线方向表

示该点的场强方向。

② 电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势越来越低；

③ 电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与通过该处的等

势面垂直；

④ 场强与电势无直接关系：场强大（或小）的地方电势不一定大（或小），零电势可由人

为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；

⑤ 场强与等势面的关系：场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势指向低电势，等差

等势面越密的地方表示场强越大。

4. 掌握电场力做功计算方法

（1）电场力做功与电荷电势能的变化的关系。

电场力对电荷做正功时，电荷电势能减少；电场力对电荷做负功时，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有关，这与重力做功十分相似。

（3）计算方法

① 由功的定义式W=F·S来计算，但在中学阶段，限于数学基础，要求式中F为恒力才行，

所以，这个方法有局限性，仅在匀强电场中使用。

② 用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来计算，即W=－ ，已知电荷电

势能的值时求电场力的功比较方便。

③ 用W=qUAB来计算，此时，一般又有两个方案：一是严格带符号运算，q和UAB均考虚

正和负，所得W的正、负直接表明电场力做功的正、负；二是只取绝对值进行计算 ，所得W只是功的数值，至于做正功还是负功？可用力学知识判定。

5. 深刻理解电场中导体静电平衡条件。

把导体放入电场时，导体的电荷将出现重新分布，当感应电荷产生的附加场强E附和原场强

E原在导体内部叠加为零时，自由电子停止定向移动，导体处于静电平衡状态。

孤立的带电体和处于电场中的感应导体，处于静电平衡时，其特征：

（1）导体内部场强处处为零，没有电场线（叠加后的）；（2）整个导体是等势体，导体

表面是等势面；（3）导体外部电场线与导体表面垂直，表面场强不一定为零；（4）对孤立导体，净电荷分布在外表面。

处理静电平衡问题的方法：（1）直接用静电平衡的特征进行分析；（2）画出电场中电场

线，进而分析电荷在电场力作用下移动情况。

注意两点：（1）用导线接地或用手触摸导体可把导体和地球看成一个大导体。（2）一般

取无穷远和地球的电势为零。

6. 深刻理解电容器电容概念

电容器的电容C=Q/U=△Q/△U，此式为定义式，适用于任何电容器。平行板电容器的电容

的决定式为C= 。对平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况：

（1）若两极保持与电源相连，则两极板间电压U不变；

（2）若充电后断开电源，则带电量Q不变。

【典型例题】

问题1：会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。

求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后平分”，然后利用库仑定

律求解。注意绝缘球带电是不能中和的。

[例1] 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量－Q，C不带电，将A、B固定，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相4互作用力变为原来的多少倍?（答：F’= F）

7

[例2] 两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性（ ）

A. 可能是等量的同种电荷 B. 可能是不等量的同种电荷

C. 可能是不等量的异种电荷 D. 不可能是异种电荷

问题2：会解分析求解电场强度。

电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考中考点分布的重点区域之一。求电场强度

的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。

[例3] 用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙，且，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。

[例4] 如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，

P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L，试求P点的场强。 答：

[例5] 如图3所示， 是匀强电场中的三点，并构成一等边三角形，每边长为

，将一带电量的电荷从a点移到b点，电场力做功；若将同一点电荷从a点移到c点，电场力做功W2=6×10－6J，试求匀强电场的电场强度E。

答：

问题3：会根据给出的一条电场线，分析推断电势和场强的变化情况。

[例6] 如图4所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c 间距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（ ）

A. Ua>Ub>UcB. Ua－Ub＝Ub－Uc

C. Ea>Eb>Ec D. Ea=Eb=Ec

[例7] 如图5所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（ ）

A. 带电粒子带负电

B. a、b两点间的电势差Uab=mgh/q

C. b点场强大于a点场强

D. a点场强大于b点场强

问题4：会根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹，分析推断带电粒子的性质。

[例8] 图6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

问题5：会根据给定电势的分布情况，求作电场线。

[例9] 如图7所示，A、B、C为匀强电场中的3个点，已知这3点的电势分别为φA=10V， φB=2V，φC=－6V。试在图上画出过B点的等势线和场强的方向（可用三角板画）。

问题6：会求解带电体在电场中的平衡问题。

[例10] 如图8所示，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。① 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？② 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？（设AB=L1，BC=L2）

[例11] 如图9所示，已知带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法（ ）

A. 将小球A、B的质量都增加到原来的2倍

B. 将小球B的质量增加到原来的8倍

C. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半

D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，

同时将小球B的质量增加到原来的2倍

[例12] 如图10甲所示，两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m，带电量分别为+q和－q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态，求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态。

答：

问题7：会计算电场力的功。

[例13] 一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘钢性杆相连，小球的电量都为q，杆长为L，且L<d。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图11所示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中两个小球克服电场力所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）（ ）

A.B. 0 C. D.

问题8：会用力学方法分析求解带电粒子的运动问题。

[例14] 质量为2m，带2q正电荷的小球A，起初静止在光滑绝缘水平面上，当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度V0离A而去的同时，释放A球，如图12所示。若某时刻两球的电势能有最大值，求：

（1）此时两球速度各多大？(V=V0/3)

（2

）与开始时相比，电势能最多增加多少？

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篇二：高二物理电场知识点整理

高二物理电场知识点整理

一、电荷、电荷守恒定律

1、两种电荷：“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

2、元电荷：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子(或质子)所带的电量。

说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。 荷质比(比荷)：电荷量q与质量m之比，(q/m)叫电荷的比荷

3、起电方式有三种

①摩擦起电，

②接触起电 注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。

③感应起电——切割B，或磁通量发生变化。

④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子效应——在光的照射下使物体发射出电子

4、电荷守恒定律：

电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．

二、库仑定律

1． 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)

2.公式：k＝9．0×109N·m2／C2

极大值问题：在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。

3．适用条件：（1）真空中； （2）点电荷．

点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对

带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。点电荷很相似于我们力学中的质点．

注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律

②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定性判定。

计算方法：

①带正负计算，为正表示斥力；为负表示引力。

②一般电荷用绝对值计算，方向由电性异、同判断

三个自由点电荷平衡问题，静电场的典型问题，它们均处于平衡状态时的规律。 ① “三点共线，两同夹异，两大夹小” ② 中间电荷靠近另两个中电量较小的。 ③ 中间点电荷的平衡求间距，两边之一平衡求中间点电荷的电量，关系式为 或 ④ q1、q3固定时，q2的平衡位置具有唯一性，且与q2的电量多少，电性正负无关。

三、电场：

1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。

电场：只要电荷存在它周围就存在电场，电场是客观存在的，它具有力和能的特性。力(电场强度)；能(磁通量) 。若电荷不动周围的是静电场，若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场，

2、电场的基本性质-------①是对放入其中的电荷有力的作用。②能使放入电场中的导体产生静电感应现象

3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。

四、电场强度(E)——描述电场力特性的物理量。（矢量）

1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱

2．求E的规律及方法(有如下5种)：

①E＝ (定义 普遍适用)单位是：N/C或V/m； “描述自身的物理量”统统不能说××正比，××反比(下同)

② (导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷)

③ (导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离)

④ 电场的矢量叠加：当存在几个场源时，某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢量和

⑤ 利用对称性求解。

3．方向：①与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反； ②电场线的切线方向是该点场强的方向；

③场强的方向与该处等势面的方向垂直．平行板电容器边缘除外

4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，

该处的场强大小方向仍不变。检验电荷q充当“测量工具”的作用．

某点的E取决于电场本身,(即场源及这点的位置,)与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关.

这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定.与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值．

5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）

6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关。

五、电场线：

定义：在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线[描述E的强弱(疏密)和方向]。电场线实际上并不存．

但E又是客观存在的，电场线是人为引入的研究工具。电场线是人为引进的，实际上是不存在的；法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。 ① 切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．

② 静电场电场线有始有终：始于“+”，终止于“-”或无穷远，从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．

③ 疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．越密，则E越强

④ 匀强电场的电场线平行且等间距直线表示．(平行板电容器间的电场，边缘除

外) ⑤ 没有画出电场线的地方不一定没有电场．

⑥ 沿着电场线方向，电势越来越低．但E不一定减小；沿E方向电势降低最快的方向。 ⑦ 电场线⊥等势面．电场线由高等势面批向低等势面.

⑧ 静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。但变化的电场的电场线是闭合的。 ⑨ 电场线不是电荷运动的轨迹．也不能确定电荷的速度方向。

除非三个条件同时满足：①电场线为直线，②v0=0或v0方向与E方向平行。③仅受电场力作用。

六、熟记几种典型电场的电场线特点：（重点）

电场能的性质(电势 )

一、电势差U （是指两点间的）

①定义：电场中两点间移动检验电荷q（从A→B），电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差，UAB=WAB/q是标量．UAB的正负只表示两点电势谁高谁低。UAB为正表示A点的电势高于B点的电势。

②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。 ③等于A、B的电势之差,即UAB=φA－φB

④在匀强电场中UAB= EdE (dE表示沿电场方向上的距离)

意义：反映电场本身性质，取决于电场两点，与移动的电荷无关，与零电势的选取无关， 电势差对应静电力做功， 电能 其它形式的能。 电动势对应非静电力做功 电能 其它形式的能

点评：电势差很类似于重力场中的高度差．物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重量的比值叫做这两点的高度差h＝W/G． 二、电势（是指某点的）描述电场能性质的物理量。

必须先选一个零势点，（具有相对性）相对零势点而言，常选无穷远或大地作为零电势。 正点电荷产生的电场中各点的电势为正，负点电荷产生的电场中各点的电势为负。 ①定义：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量． ②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.

特点：

⑴ 标量：有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。

⑵ 电场中某点的电势由电场本身因素决定，与检验电荷无关。与零势点的选取

有关。 ⑶ 沿电场线方向电势降低，逆。。。。。。（但场强不一定减小）。沿E方向电势降得最快。 ⑷ 当存在几个场源时，某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。 电势高低的判断方法：1根
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