2026年高考物理一轮复习精讲精练第41讲电场力的性质(讲义)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习精讲精练第41讲电场力的性质(讲义)(学生版+解析)，共9页。

考点一 电荷守恒定律 库仑定律
基础过关
一、电荷守恒定律
1．两种电荷
毛皮摩擦过的橡胶棒带_负__电，丝绸摩擦过的玻璃棒带_正__电。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电的物体能吸引轻小物体。
2．元电荷
最小的电荷量，其值为e＝ 1.60×10－19C 。
其他带电体的电荷量皆为元电荷的_整数__倍。
注意：元电荷不是带电体，也不是点电荷。
3．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_转移__到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量_保持不变__。
(2)起电方式：_摩擦起电__、_接触起电__、感应起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是_得失电子__。
(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 等量同种 电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先 中和 ，余下的电荷再 平均分配 。公式：q1′＝q2′＝eq \f(q1＋q2,2)。
二、库仑定律
1．点电荷
是一种理想化的物理模型，当带电体本身的_形状__和_大小__对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。
2．库仑定律
【例1】（2025·广东广州·三模）如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带正电小球A，绳两点P、Q固定，在竖直平面内，整个空间存在匀强电场。小球静止时，轻绳绷紧，AP水平、AQ竖直，小球A的质量为m，则（ ）
A．球受到的电场力可以等于2mg
B．球受到电场力的最小值为mg
C．匀强电场方向一定水平向右
D．匀强电场方向可以竖直向下
【例2】（24-25高三下·甘肃·期中）如图所示，在一个半球形的绝缘光滑球壳内，有M、N两个半径较小的均匀带电的绝缘小球。N球固定，M球静止时如图所示，球壳球心为O，OC为过圆心的竖直线，交MN的连线于Q点。现M球的电荷量缓慢减小（仍分布均匀），下列说法正确的是（ ）
A．两小球间的库仑力将增大B．M球受到的弹力减小
C．OC和MN的交点Q不会移动D．OC和MN垂直时，库仑力大小等于M球的重力
【例3】（2024·河北衡水·一模）如图所示，A、B、C、D、M、N是棱长为a的正八面体的六个顶点，M、N两点各固定一个电荷量为Q的正点电荷，一个质量为m、电荷量为q的试探电荷在四边形ABCD内绕正八面体的中心做半径最大的圆周运动。静电力常量为k，试探电荷的重力不计，下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C、D四个点的电势相等，电场强度大小也相等
B．试探电荷带负电，半径为
C．试探电荷的向心力大小为
D．试探电荷的动能为
【例4】（2025·陕西西安·模拟预测）如图所示，甲、乙、丙三个带电小球用长度相同的轻质绝缘细线悬挂在水平横杆上，它们均处于静止状态，三个小球均视为点电荷。已知甲、乙的间距与乙、丙的间距之比为，小球乙所带电荷量的绝对值为，则小球甲、丙所带电荷量的乘积为（ ）
A．B．C．D．
【例5】（2025·福建南平·模拟预测）如图，光滑绝缘竖直墙面上的A点固定着带正电小球1，其斜上方固定一带正电小球2，一绝缘轻质弹簧上端固定，下端连接带电小球3。球3静止时位于墙面上的B点处，此时弹簧的压缩量为x。已知三小球间的距离均为L，球1的电荷量是球2的两倍，球3的质量为m，重力加速度大小为g，球2、3间的静电力大小为mg，。现迅速移走球1，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．球3运动至AB中点时的加速度大小为g
C．球3运动至A点时的加速度大小为
D．球3运动至A点时的速度大小为
精讲考点
1.库仑力作用下的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：
2.三个自由点电荷的平衡问题
(1)平衡条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。
(2)平衡规律：
考点二 电场强度
基础过关
【例6】（2025·山东·模拟预测）如图所示，a、b、c为圆周上三个等间距的固定点电荷，bc连线竖直，M、N两点分别是ac、bc连线的中点，M处的电场方向水平向左，N处的电场方向水平向右，下列说法正确的是（ ）
A．b、c的电性与a的电性相反
B．b、c的电荷量小于a的电荷量
C．试探电荷q在M点和N点电势能相等
D．M点的电场强度大于N点的电场强度
【例7】（2025·江苏南通·三模）如图所示，三个点电荷分别固定在等边三角形的顶点A、B、C上，M、N、L点为三条边的中点。已知M点的场强方向与BC边平行，N点的场强方向与BC边垂直，A处点电荷的电荷量为+q，则（ ）
A．B处点电荷带负电
B．C处点电荷电荷量的绝对值小于q
C．带正电荷的试探电荷在M点的电势能比在L点的大
D．将A处点电荷沿NA连线远离BC边，N点的电势升高
【例8】（2025·山东济南·二模）直角三角形ABC中，∠C=30°，D为AC边的中点，在A、D两点分别放置电荷量为-q和+q的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．B点场强大于C点场强
B．B点场强等于C点场强
C．B点电势高于C点电势
D．B点电势等于C点电势
【例9】（2025·江苏·二模）三根相同长度的绝缘均匀带电棒组成等边三角形，带电量分别为-Q、+Q和，其中一根带电量为+Q的带电棒在三角形中心O点产生的场强为E，则O点的合场强为（ ）
A．B．E
C．D．
【例10】（2025·江西·二模）如图所示，等边三角形ABC的三个角上固定着三个等量同种的点电荷，此时，在AC边的中点D的电场强度大小为E。现将固定在A点的点电荷撤去，则D点的电场强度大小变为（ ）
A．B．C．4ED．2E
精讲考点
1．电场强度的理解
(1)电场强度反映电场本身的性质，由场源和位置决定，与试探电荷无关。
(2)根据定义式E＝eq \f(F,q)，对某一位置E一定，F与q成正比。
2．场强公式的比较
三个公式eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(E＝\f(F,q)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(适用于任何电场,与检验电荷是否存在无关)),E＝\f(kQ,r2)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(适用于点电荷产生的电场,Q为场源电荷的电荷量)),E＝\f(U,d)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(适用于匀强电场,U为两点间的电势差，d为沿电场,方向上两点间的距离))))
3．电场的叠加
(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。
(2)运算法则：平行四边形定则。
考点三 电场线的理解及应用
基础过关
【例11】（2024·贵州六盘水·模拟预测）如图所示是三个点电荷A、B、C周围电场线分布图（电场方向未画出）。下列说法正确的是（ ）
A．点电荷A一定带正电B．点电荷C一定带正电
C．点电荷A、B一定是同种电荷D．点电荷B、C一定是同种电荷
【例12】（高一上·吉林·单元测试）有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的速度图像如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的（ ）
A．B．
C．D．
【例13】（2025·江苏泰州·模拟预测）如图所示，真空中固定着两个等量异号点电荷，、两点关于两电荷连线对称，、两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
A．点的场强与点的场强相同
B．点的场强与点的场强相同
C．点的电势比点的电势高
D．电子在点的电势能比在点的电势能小
【例14】（2024·广东·一模）两个带异种电荷的导体周围的电场线分布如图所示，a、b、c和d是电场中的四个点，其中a、d在导体表面上。将带正电的粒子从a移动到b和从a移动到d过程中电场力做功分别为和，同一负点电荷在c和d两点的电势能分别为和，则下列说法中正确的是（ ）
A．两导体表面的电场线可能与表面不垂直
B．a、b、c、d四点中c点的电场强度最大，电势也最高
C．
D．
【例15】（2025·黑龙江吉林·模拟预测）如图所示，、、、分别为正方形的各边中点，在、、处各固定一个电荷量为的点电荷，在处固定一个电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．点和点的电场强度相同
B．点和点的电势相同
C．在点将一个电子（不计重力）由静止释放，电子将沿做直线运动
D．将一个正点电荷由点沿移动至，电势能先增大后减小
精讲考点
1.电场线、带电粒子运动轨迹判断
(1)判断速度方向：带电粒子轨迹的切线方向为该点处的速度方向。
(2)判断电场力(或场强)的方向：带电粒子所受电场力方向(仅受电场力作用)指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正、负判断场强的方向。
(3)判断电场力做功的正、负及电势能的增、减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加。
考点四 静电的防止及利用
基础过关
【例16】（2025·河北·模拟预测）对于表面电荷均匀分布的球壳，球壳内部任意一点的电场强度的矢量和均为零，而球壳外部的电场强度分布与将球壳总电荷视为集中于球心的等效点电荷所激发的电场强度一致。一个半径为R、电荷量为+Q的金属球，其内部有一个与其同心且半径为的球形空腔。现在其球心位置放一电荷量为+q的点电荷，当金属球达到静电平衡时，电场线的分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．金属球内表面上的负电荷的电荷量为
B．金属球外表面上的正电荷的电荷量为
C．距离球心为处的某点，该处电场强度大小为0
D．距离球心为2R处的某点，该处电场强度大小为
【例17】（2025·云南昆明·一模）内部带空腔的金属导体静置于匀强电场中，静电平衡时电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a点的电势高于b点的电势
B．a点的电场强度小于b点的电场强度
C．电子在a点的电势能大于在b点的电势能
D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能
【例18】（2025·浙江·模拟预测）在我国的一些古籍中，有对电学现象的描述。如：①张居正记述了“余每于冬月盛寒时，衣上常有火光，振之迸炸有声，如火花之状”的现象，即冬日摩擦衣物产生火花。②《搜神记》中有夜里“戟锋皆有火光，遥望如悬烛”的记录，描述了夜晚尖锐的兵器表面有火光的现象。则（ ）
A．①现象产生的原理与煤气灶点火装置原理相同
B．①现象发生时有电荷产生
C．②现象产生的原理与避雷针原理不同
D．高压设备中的导体表面做得尽量光滑是为了避免②现象
【例19】（2025·广东茂名·一模）如图是某款空气净化器的工作原理图，负极针附近能生成大量负离子，使得流经负极针的尘埃带上负电后被格栅板吸附，下列说法正确是（ ）
A．格栅板应接电源正极
B．负极针附近的电势比格栅板附近低
C．尘埃被吸附到格栅板上的过程中速度不变
D．尘埃被吸附到格栅板上的过程中电势能减少
【例20】（2025·江苏·模拟预测）如图所示，不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球球心的距离为3r，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零
C．若用导线连接球的左右两侧，球两侧都不带电
D．感应电荷在金属球球心处产生的电场强度大小为
核心考点
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc206" 考点一 电荷守恒定律 库仑定律 PAGEREF _Tc206 \h 1
\l "_Tc20195" 考点二 电场强度 PAGEREF _Tc20195 \h 8
\l "_Tc26844" 考点三 电场线的理解及应用 PAGEREF _Tc26844 \h 14
\l "_Tc20214" 考点四 静电的防止及利用 PAGEREF _Tc20214 \h 19
电场
(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用
电场强度
定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力F与它的电荷量q的比值
定义式：E＝Fq；单位：N/C或V/m
方向：规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向
点电荷的电场
表达式：E＝kQr2
方向：对于正点电荷的电场，方向背离正点电荷；对于负点电荷的电场，方向指向负点电荷
电场强度的叠加
遵循平行四边形定则
典型电
场的电
场线
电场线
的特征
(1)电场线是假想的，实际电场中不存在
(2)电场线起始于正电荷(或无限远)，终止于无限远(或负电荷)。静电场的电场线不闭合
(3)电场线不相交，也不相切
(4)电场线的疏密程度反映电场的强弱
(5)电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹
两种等量点电荷电场线的比较
比较
等量异种点电荷
等量正点电荷
电场线
分布图
电荷连线上
的电场强度
沿连线先变小后变大
O点最小，但不为零
O点为零
中垂线上的
电场强度
O点最大，
向外逐渐减小
O点最小，向外
先变大后变小
关于O点
对称位置
的电场强度
A与A'、B与B'、C与C'
等大同向
等大反向
静电平衡
(1)定义：导体放入电场中，附加电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加电场强度为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体达到静电平衡状态
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
①导体内部的电场强度处处为零
②导体是一个等势体，导体表面是等势面
③导体表面处的电场强度方向与导体表面垂直
④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上
⑤在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有净电荷
尖端放电
导体尖端周围电场使空气电离，电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷
静电屏蔽
处于电场中的封闭金属壳，由于内部电场强度处处为零，从而外电场对壳内仪器不会产生影响