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高三物理第二轮复习—电场专题复习.doc(188KB)
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高三物理第二轮复习—电场专题复习
1.库仑定律成立的条件及应用
内容：在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们
间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.
表达式： 2 21r
（1）库仑定律适用在真空中、点电荷间的相互作用，点电荷在空气中的相
互作用也可以应用该定律.
对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球
心之间的距离.
对于两个带电金属球，要考虑金属表面电荷的重新分布.
库仑力是短程力，在 r =10-15～10-9 m的范围均有效.所以不能根据公式错误地推
论：当 r →0时，F→∞，其实，在这样的条件下，两个带电体也已经不能再看做点电
（ 2）在计算时，知物理量应采用国际单位制单位 .此时静电力常量 k
=9×109N·m2/C2.
（3） 2 21r
QQkF = ，可采用两种方法计算：
采用绝对值计算.库仑力的方向由题意判断得出.
Q1、Q2带符号计算.此时库仑力F的正、负符号不表示方向，只表示吸引力和排斥力.
（4）库仑力具有力的共性
两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律.
库仑力可使带电体产生加速度.例如原子的核外电子绕核运动时，库仑力使核外电
子产生向心加速度.
库仑力可以和其他力平衡.
某个点电荷同时受几个点电荷的作用时，要用平行四边形定则求合力.
如图 1所示，在一条直线上的A、B、C三点上分别放置 QA=+3×
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10-9C、QC＝+3×10-9C的点电荷，试求作用在A电荷上的作用力.
由于点电荷A处在B和C的电场中，故同时受到 B和C的库仑力作用.因
此作用在A电荷上的作用力应为两库仑的合力，可根据库仑定律分别求出 B和C对A
的库仑力的大小，再求合力.
研究 A点电荷.分析A受到 B、C电荷的库仑力，如图 2所示，根据库仑定
-- ×××××
= N 31008.1 -×=
-- ×××××
= N 5100.9 -×=
规定沿这条直线由A指向C为正方向，则A点电荷受到的合力大小为：
FA = FBA - FCA =(1.08×10-3 - 9.0×10-5)N
=9.9×10-4 N.
A点电荷受到的合力方向为由A指向C的方向、大小为9.9×10-4 N
2.电场强度的计算
（1）定义式： q
FE = 适用于任何电场，E与 F、q无关，E的方向规定为正电荷受
到电场力的方向.
（2）点电荷电场的场强： 2r
电场中某点的电场强度的大小与形成电场的电荷电量有关，而与场电荷的
电性无关，而电场中各点场强方向由场电荷电性决定.
由定义式知：电场力 F = qE，即电荷在电场中所受的电场力的大小由电场和电荷
共同决定；电场力的方向由场强方向和电荷电性决定：正电荷在电场中所受电场力的
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方向与场强方向一致，负电荷在电场中所受电场力的方向与场强方向相反.
如果空间几个电场叠加，则空间某点的电场强度为知电场在该点电场强度的矢量
和，应据矢量合成法则——平行四边形定则合成；当各场强方向在同一直线上时，选
定正方向后作代数运算合成.
在场强为 E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固
定一电量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.当把一检验电
荷+q放在 d点恰好平衡时（如图3所示）.
（1）匀强电场场强E的大小、方向如何？
（2）检验电荷+q放在点c 时，受力Fc的大小、方向如何？
（3）检验电荷+q放在点 b时，受力Fb的大小、方向如何？
由题意知，检验电荷是处在匀强电场和点电荷+Q产生的电场所组成的叠加
场中.因此要求检验电荷在电场中某点所受的电场力，首先应确定该点的合场强，要确
定合场强，就需要求匀强电场的场强.而题目已经告诉当检验电荷处在 d点时恰好平衡，
这恰恰是两电场共同作用的结果，据此则问题可解.
（1）由题意可知：
由 F1=F2，所以 22 r
QqkqE == ， 匀强电场方向沿 db方向.
（2）检验电荷放在 c点：
QkEEEEc ==+=
QqkqEF cc == .方向与 ac方向成45°角（如图4所示）.
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本题如果先分别求出两电场对检验电荷各自作用的电场力，然后再利用矢
量合成求合力亦可.
3.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另一个物体，或
者从物体的一部分转移到另一部分.在转移过程中，电荷总量不变.
（1）电荷量的实质：物体得到或失去电子便带上了电荷，得到电子带负电，
失去电子带正电，讨论物体带何种电性，是指物体的净电荷是正还是负，也就是说物
体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷，还是负电荷多于正电荷，净电荷的多少叫
（2）摩擦起电：两个不同种的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，
另一物体获得电子而带等量的负电.
（3）接触起电：用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电
荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电.
（4）电荷的中和：两个有等量异种电荷的导体，相互接触后净电荷为零的现象叫
电荷的中和.
（5）不能将起电现象看成是电荷的创造，也不能将电荷中和现象看成是电荷的消
灭，从而否定电荷守恒定律.事实上，不论是起电现象还是电荷中和的现象，其过程只
是电荷的转移，电荷本身并没有被创造或消灭 .在任何物理过程中，各个物体的电荷量
可以改变，但所有物体电荷量的代数和是守恒的.
4.电势能大小的比较
（1）场电荷判断法
离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小.
离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大.
（2）电场线法
正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，
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电势能逐渐增大.
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，
电势能逐渐减小.
（3）做功判断法
无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，
反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的
如图 5所示的电场线，可判定（
A.该电场一定是匀强电场
B.A点的电势一定低于B点电势
C.负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大
D.负电荷放在B点所受电场力方向向右
由图知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线是
是直线，但点电荷的电场线也是直线，故也可能是正电荷放在左端或负电荷放在右端
时产生电场的电场线，另外也可能是正负电荷之间的一条电场线，故A错.
电势的高低可据电场线由高电势指向低电势判断，则 BA ?? & 错.
由于 BA ?? & ，故正电荷在A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，因此
C正确，也可假设负电荷由A移到 B，则该过程中电场力向左与运动方向相反故电场
力做负功，电势能增加.
负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反.故D错.
5.匀强电场中电势差和电场强度的关系
电势差和电场强度都是描述电场性质的物理量，都由电场本身决定，但这两个物
理量之间无直接关系，电场强度是从力的角度描述电场性质的物理量，是矢量；电势
差则是从能量角度来描述电场性质的物理量，是标量.但是电场强度与电势差有一定的
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（1）匀强电场中电势差和电场强度在方向上的关系：
由图 6可知，由A点沿AB、AC、AD、AF路径电势均降落，且UAB=UAC=UAD=UAF
其中AB路径电势降落最快（单位长度上的电势差最大）.由此可知：
电势降落最快的方向是电场强度的方向.
（2）匀强电场中电场强度和电势差在数值上的关系：
UE ?== 或 .
上式只适用于匀强电场；
上式中U为电场中的两点间的电势差，d为两点沿场强方向间的距离（即两点所
在等势面间的距离）；
电场强度的单位：N/C=V/m.
如图 7所示的匀强电场中，有 a、b、c三点，ab =2cm，bc =12cm，其中 ab
沿电场方向，bc和电场方向成 60°角，一个电荷量为 q＝4×10-8C的正电荷从 a移到 b
电场力做功为 W1＝1.2×10-7 J，求：
（1）匀强电场的场强E＝？
（2）电荷从 b移到 c，电场力做功 W2=?
（3）a、c两点的电势差Uac＝？
由于电场力做功 W=qU与路径无关，只与初末位置间的电势差有关，故可
据已知的电场力做功先求电势差,再据匀强电场中场强与电势差的关系确定场强 E.反之
（1）设 ab两点间距离 d
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由两式得 28
WE V/m =60 V/m.
（2）设 bc两点沿场强方向距离为 d1.
°?= 60cos1 bcd
°??= 60cos2 bcqEW 5. 28 ×××××= -- J=1.44×10-7J.
（3）设电荷从 a移到 c电场力做功为 W
由式得： q
WWUac 21 += 8
= V＝6.6V.
6.导体处于静电平衡的特点
导体内部各点的场强为零.
导体表面任意点的场强方向与该表面垂直.
导体为等势体，导体表现为等势面.
带电导体的净电荷分布在导体的外表面.曲率半径大的地方电荷的密度小，曲率半
径小的地方电荷的密度大.
（1）导体内部场强是指引起感应现象的外部电场在导体内产生的场强与感
应电荷产生的场强合场强，只有当合场强为零时，内部自由电荷才不再受电场力作用，
即不再定向移动.
（2）放入电场中的导体，导体上任意一点的电势均等于场电荷在该点电势与感应
电荷在该点电势的代数和，该值对导体中各点来说必相等，因为两点间存在电势差是
产生电流的条件，即两点存在电势差时，电荷要定向移动.
（3）对于孤立的带电导体可认为它处于本身所带电荷形成的电场中，导体内部场
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强为零，仍为等势体，带电导体的净电荷分布在导体的外表面可利用法拉第圆筒实验
如图 8所示，把原来不带电的金属球壳 B的外表面接地，将一带正电的小
球A从小孔放入球壳内，但不与 B发生接触，达到静电平衡后，则（
A.B的空腔内电场强度为零
C.B的内外表面电势相等
当金属壳 B接地时，金属壳 B和地球就可看成一个大导体，相对小球A来
说，B的内表面是近端，地球另一侧是远端，因此 B的内表面被 A感应而带负电（即
B带负电），地球另一侧带正电，故D选项正确.
由于金属壳 B的内外表面及地球均是同一个导体，它们的电势相等（为零），故
C选项正确.
因 B的空腔内有带正电的A球和B内表面的负电荷形成的电场，由叠加可知B的
空腔内场强不为零，故A选项错.
7.电场力做功的计算
（1）根据电势能的变化与电场力做功的关系计算
电场力做了多少功，就有多少电势能和其他形式的能发生相互转化
（2）应用化工 W=qUAB计算
正负号运算法：按照符号规定把电量 q和移动过程的始、终两点的电势 UAB的值代
入公式 W=qUAB.
符号规定是：所移动的电荷若为正电荷，q取正值；若为负电荷，q取负值，若移
动过程的始点电势 A? 高于终点电势 B? ，UAB取正值；若始点电势 A? 低于终点电势
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B? ，UAB取负值.
绝对值运算法：公式中的 q和 UAB都取绝对值，即公式变为
W =∣q∣·∣UAB∣
正、负功判断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场
力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的
点时，是电场力做负功（或电场力做正功）.
采用这种处理方法时，公式中的 UAB是电势差的绝对值 || BA ?? - ，而不
是电势的绝对值之差 |||| BA ?? - ，由于 || BA ?? - ＝ || AB ?? - ，所以，这种处理方法
不必计较A、B之中哪个是始点哪个是终点.
如图 9所示，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点，已
知 A? ＝12 V， B? ＝6 V， C? ＝-6 V，试在该方框中作出该电场的示意图（即画出
几条电场线）并要求保留作图时所用的辅助线（用虚线表示）.若将一个电子从 A点移
到 B点，电场力做多少电子伏的功？
图 B? ＝6 V， C? ＝-6 V，根据匀强电场的特点，在BC连线的中点D处
的电势必为零；同理，把 AC线段等分成三份，在分点 F处的电势也必为零，连接DF
即为该匀强电场中的一条等势线，根据电场线与等势面垂直，可以画出电场中电场线
如图所示，由沿场强方向电势降低可确定出场强的方向.
将电子从A移到 B，电场力做功为
W = -eUAB= -e×(12-6) V= -6 eV.
8.处理平行板电容器内部E、U、Q变化问题的基本思路：
（1）首先要区分两种基本情况：
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电容器两极板电势差 U保持不变；
电容器的带电量 Q保持不变.
（2）赖以进行讨论的物理依据主要有三个：
平行板电容器的电容 C 与板距 d、正对面积 S、介质介电常数 ε 间的关系
平行板电容器内部是匀强电场，所以场强 d
电容器所带的电量 Q=CU.
图 10中平行放置的金属板A、B组成一只平行板电容器.在不断开开关S时，
试讨论以下两种情况下电容器两板电势差 U、电量 Q、板间场强E的变化情况：（1）使
A板向上平移拉开一些；（2）使A板向右平移错开一些.
因为开关S没有断开，故该题属于 U不变的情况.
（1）因为平行板电容器的电容 C∝ d
1 ，当 d↑时，C↓；又因为电容器的带电量
Q=CU，U不变，C↓时，Q↓；平行板电容器内部为匀强电场，根据 d
UE = ，因 U不变，
d↑，故 E↓.
（2）两板错开意味着正对面积 S↓.由 C∝S可知 C↓，由 Q=CU可知 Q↓，两板间
距 d不变，由 d
UE = 判定此时 E没有变化.
（1）U不变；Q减小；E减小
（2）U不变；Q减小；E不变
在上例中，若断开S再讨论下述情况中 Q、U、E的变化：（1）使A、B板间距
d稍微增大；（2）使A、B正对面积 S稍微减少；（3）A、B间充满介电常数
ε&1的介质.
电源断开之后，电容器所带的电量 Q不变化，属于 Q保持不变的情况.
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（1）d↑ => C↓（C∝ d
1 ），又因 Q不变，由 Q=CU可知 U↑.对 E的讨论不能再用
UE = ，这是因为 d↑且 U↑，从这个式子不能判定 E变化的情况.但本问题中 Q不变，
所以可设法推导E与 Q间的关系式作为判断依据.
E与 d无关，当 Q、S、ε均没有变化时，E保持不变.
= .现因 S↓、Q、ε不变，故 E↑.S↓使 C↓，且 Q不变，根据
QC = 可知 U↑.
= .现因ε↑，Q、S不变，故 E↓.充入介质使 C↑，且 Q不变，根
QC = 可知 U↓.
（1）Q不变；U增大；E不变
（2）Q不变；U增大；E增大
（3）Q不变；U减小；E减小
9.静电感应过程中电荷移动方向的判定
静电感应过程中，当两导体短接时，据两导体电势的高低确定电荷移动的方向，
从而确定导体的带电情况.
（1）原来静止的正电荷由高电势移向低电势，负电荷由低电势移向高电势.
（2）一般我们以大地或无穷远处的电势零点.因此一般正电荷的电场中各点的电
势大于零，负电荷的电场中各点的电势小于零.
如图 11所示，带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的A端，由于静电
感应，导体A端出现负电荷，B端出现正电荷，关于导体AB感应起电的说法正确的是
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A.用手接触一下导体的A端，导体将带正电荷
B.用手接触一下导体AB的中部，导体将不带电
C.用手接触一下导体的任何部位，导体将带负电
D.用手接触导体AB后，只要带正电小球不移走，AB不可能带电
导体AB处在带正电小球的电场中，处于静电平衡状态后，导体 AB各处电
势相等，且 地?? &AB .当用手接触导体AB任何位置时，负电荷由电势低的大地流向电
势高的AB，故导体AB都将带上负电荷，所以答案是C
10.用能量观点处理带电体在电场中的运动
对于受变力作用的带电体的运动，必须借助于能量观点来处理，即使都是恒力作
用的问题，用能量观点处理常常显得简洁.具体方法常有两种：
（1）用动能定理处理.思维顺序一般为：
弄清研究对象，明确所研究的物理过程；
分析物体在所研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是负功；
弄清所研究过程的始、末状态（主要指动能）；
根据 KEW ?= 列出方程求解.
（2）用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理.列式的方法常有两种：
从初、末状态的能量相等（即E1=E2）列方程；
从某些能量的减少等于另一些能量的增加（即 EE ′?=? ）列方程.
如图 12所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面 b的电势为零，
且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在A点时的动能为10J，在电场
力作用下从A运动到 B速度为零，当这个粒子的动能为 7.5J时，其电势能为（
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根据题意可知，带电粒子从 A到 B，电场力做功为-10J（动能定理），则
带电粒子从 A运动到等势面 b时，电场力做功-5J，粒子在等势面 b时动能为5J，带电
粒子在电场中的电势能和动能之和为 5J，是守恒的，当动能为 7.5J时，其电势能为-
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预览本资源的用户最终下载了二极管 电路_百度知道
提问者采纳
我明白你的意思,是这样的:6加0.7就是vdc+0.7,其中0.7是硅二极管的正向压降,所以vab=6.7v.由此你可明白:当vdc=3v时,vab=3.7v
提问者评价
谢谢啊，但是我很有点不清楚，为什么Uab不是直接是电阻两端的电压呢？ 难道是电流方向是从A-D-C
二极管有：整流、稳压、检波、倍压（升压）、隔离、开关、、、、等等！都属于二极管电路，用在不同的电路中作用就不同！统称电子电路/或电子线路！
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1、Uad=0.7V，Udc=6V，所以Uab=Uac=Uad+Udc2、3.7V
O(∩_∩)O~不错不错
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