本章主要研究靜電場的基本性質及帶電粒子在靜電場中的運動問題，具有抽象性和綜合性兩大特點，是曆年高考中考查的重點區域之一.

一、本章内容、考試範圍及要求

考 點 内 容 要求 考點 内 容 要求

二、常見題型展示

1. 庫侖定律的理解以及應用

2. 電場強度的矢量性以及大小的 計算

3. 電場線、等勢面、電勢差的理解

4. 電容器的問題

5.帶電粒子在電場中的運動問題

考試的題型：選擇題、解答題

考試核心考點與題型：

（1）選擇題：電場線、等勢面、電勢差之間關系的理解

（2）解答題：電場規律與動能定理及能量守恒之間的運用

三、近幾年高考在本章中的考查特點

（一) 選擇題的命題角度

1．通過帶電粒子在點電荷和等量的同種或異種點電荷形成的電場中的運動考查電場力或場強 電勢或電勢能（電場力做功）的問題

【典例 1】(2016 全國卷Ⅱ，15)如圖，P 是固定的點電荷，虛線是以 P 為圓心的兩個圓。帶電粒子 Q 在P 的電場中運動，運動軌迹與兩圓在同一平面内，a、b、c 為軌迹上的三個點。若 Q 僅受 P 的電場力作用，其在 a、b、c 點的加速度大小分别為 aa、ab、ac，速度大小分别為 va、vb、vc，則( )

A．aa>ab>ac，va>vc>vb

B．aa>ab>ac，vb>v c>va

C．ab>ac>aa，vb>vc>va

D．ab>ac>aa，va>vc>vb

【典例 2】(2015 海南單科，7)(多選)如圖，兩電荷量分别為 Q(Q＞0)和－Q 的點電荷對稱地放置在 x軸上原點 O 的兩側，a 點位于 x 軸上 O 點與點電荷 Q 之間，b 點位于 y 軸 O 點上方．取無窮遠處的電勢為零．下列說法正确的是( )

A．b 點電勢為零，電場強度也為零

B．正的試探電荷在 a 點的電勢能大于零，所受電場力方向向右

C．将正的試探電荷從 O 點移到 a 點，必須克服電場力做功

D．将同一正的試探電荷先後從 O、b 兩點移到 a 點,後者電勢能的變化

2．粒子在勻強電場中的平衡或運動

【典例 3】(2016 全國卷Ⅰ，20)(多選)如圖，一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動，其軌迹在豎直面(紙面)内，且相對于過軌迹最低點 P 的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知( )

A．Q 點的電勢比 P 點高

B．油滴在 Q 點的動能比它在 P 點的大

C．油滴在 Q 點的電勢能比它在 P 點的大

D．油滴在 Q 點的加速度大小比它在 P 點的小3.電容器及經典平衡等相關問題

【典例 4】(2016 全國卷Ⅰ，14)一平行闆電容器兩極闆之間充滿雲母介質，接在恒壓直流電源上。若将雲母介質移出，則電容器( )

A．極闆上的電荷量變大，極闆間電場強度變大

B．極闆上的電荷量變小，極闆間電場強度變大

C．極闆上的電荷量變大，極闆間電場強度不變

D．極闆上的電荷量變小，極闆間電場強度不變

【典例 5】(2016 江蘇單科，3)一金屬容器置于絕緣闆上，帶電小球用絕緣細線懸挂于容器中，容器内的電場線分布如圖所示。容器内表面為等勢面，A、B 為容器内表面上的兩點，下列說法正确的是( ）

A．A 點的電場強度比 B 點的大

B．小球表面的電勢比容器内表面的低

C．B 點的電場強度方向與該處内表面垂直

D．将檢驗電荷從 A 點沿不同路徑移到 B 點，電場力所做的功

（二）、計算題的命題角度

1．帶電粒子在電場中的運動（加速或偏轉）

【典例 6】(2015 新課标全國Ⅱ，24)如圖，一質量為 m、電荷量為 q(q＞0)的粒子在勻強電場中運動,A、B 為其運動軌迹上的兩點．已知該粒子在 A 點的速度大小為 v0,方向與電場方向的夾角為 60°；它運動到 B點時速度方向與電場方向的夾角為 30°.不計重力．求 A、B 兩點間的電勢差．

【典例 7】(2015 安徽理綜，23)在 xOy 平面内，有沿 y 軸負方向的勻強電場，場強大小為 E(圖中未畫出),由 A 點斜射出一質量為 m，帶電量為＋q 的粒子，B 和 C 是粒子運動軌迹上的兩點，如圖所示，其中 l0為常數．粒子所受重力忽略不計． 求：

(1)粒子從 A 到 C 過程中電場力對它做的功；

(2)粒子從 A 到 C 過程所經曆的時間；

(3)粒子經過 C 點時的速率．

2.帶電粒子在複合場中的運動

【典例 8】(2016·北京理綜，23)如圖所示，電子由靜止開始經加速電場加速後，沿平行于闆面的方向射入偏轉電場，并從另一側射出。已知電子質量為 m，電荷量為 e，加速電場電壓為 U0，偏轉電場可看做勻強電場，極闆間電壓為 U，極闆長度為 L，闆間距為 d

(1)忽略電子所受重力，求電子射入偏轉電場時初速度 v0和從電場射出時沿垂直闆面方向的偏轉距離Δy；

(2)分析物理量的數量級，是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽略了電子所受重力，請利用下列數據分析說明其原因。已知 U＝2.0×102V，d＝4.0×10－2m，m＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2。

(3)極闆間既有靜電場也有重力場。電勢反映了靜電場各點的能的性質，請寫出電勢 φ 的定義式。類比電勢的定義方法，在重力場中建立“重力勢”的 φG概念，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點

【典例 9】(2016 天津理綜，11)如圖所示，空間中存在着水平向右的勻強電場，電場強度大小 E＝5 3N/C，同時存在着水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應強度大小 B＝0.5 T。有一帶正電的小球，質量 m＝1×10－6kg，電荷量 q＝2×10－6C，正以速度 v 在圖示的豎直面内做勻速直線運動，當經過 P 點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應現象)取 g＝10 m/s2，求：

(1)小球做勻速直線運動的速度 v 的大小和方向；(2)從撤掉磁場到小球再次穿過 P 點所在的這條電場線經曆的時間 t

四、分析總結與趨勢預測

1. 分析總結考查的内容主要集中中在兩個方面：一是有關對電場本身的認知，即電場、電場強度、電勢、電勢差、電勢能、電場線、等勢面。二是電場知識的應用，即帶電粒子在勻強電場中的運動、電容器等.對電場強度、電勢差等基本知識的考查一般以選擇題、填空定的形式出現：對于電場中導體和電容器的考查，常以小綜合題型出現。帶電粒子在電場中運動一類問題，是高考中考查的重點内容之一，尤其是在力、電綜合題型中，多把電場與牛頓定律，動能定理，功能關系，運動學知識，電路知識等巧妙地綜合起來。考查學生對這些基本知識、基本規律的理解和掌提的情況，應用基本知識分析、解決實際問題的能力，縱觀這類題目，所涉及的情景基本相同(無外乎是帶電粒子在電中平衡、加速或偏轉），但命題者往往拟定不同的題設條件，多角度提出問題，多層次考查知識和能力。這類問題在近幾年的高考試題中，以選擇題、填空題和計算題的形式都出現過，但以選擇題和填空題的形式出現居多。本章知識是每年高考必考的内容，縱觀近兒年的高考單科考試試題，從占分比例來說考查本章内容的試題分值占卷面總分值的 10%左看：從試題難度術看，低、中、高檔題均有出現。

2. 趨勢預測

（1）考查對基本概念規律的理解，本章的知識點多.有些概念很抽象。如：電場強度、電勢、電勢差，對公式、規律适用的條件的理解.

（2）考查對物理學的科學研究的方法，掌握的程度，如理想模型、比值定義法、控制變量法等.

（3）帶電粒子在電場中的運動是考查的核心内容.而這一問題涉及的知識面寬，并且具有很強的綜合性，既有本章的知識的綜合，也有與其它章的知識的綜合，既可以與力學聯系，也可以與電路、磁場聯系.同時也是再現能量觀點、動量觀點的載體之一。解決這類問題的關鍵要抓住三個分析：即受力分析、狀态分析、運動軌迹分析.考查這三個分析的能力是高考命題的最終歸縮.

（4）電場問題與生産技術、生活實際、科學研究等聯系也很多，如靜電屏蔽、尖端放電、電容式傳感器、靜電除塵器、靜電複印機、示波器等等這些都可以成為新情景綜合問題的命題趨勢.五、複習策略本單元複習時應注重基本概念與規律的理解與掌握、注重用力學方法處理帶電粒子的運動，建議複習時應注意以下幾點：

1．電荷與電場的關系：

（1）電荷是物質的一種屬性，電場是一種場形态的物質。點電荷的問題應注意①不是小的物體就能看成點電荷，大的物體不能看成點電荷，而是視距離及帶電物體的大小相對而言。當兩電荷的距離遠大于兩電荷的大小時可看成點電荷。②三個點電荷的平衡條件可概括為“三點共線、兩同夾異，兩大夾小，近小遠大”。

（2）電荷的周圍空間裡存在着電場，電荷之間的相互作用是通過電場而進行的，一切電現象都離不開電場的作用。

（3）場強疊加時，每個電荷（包括感應電荷）在該點所産生的場強等于該電荷單獨存在時在該點産生的電場強度矢量和。

2．E、U 是兩個描述電場不同特性（力、能）的物理量，電場線、等勢面可以形象地表示出電場在空間的分布情況。在勻強電場中，從某種意義上說，E 的大小反映了電場沿電場線方向電勢降落的快慢（沿電場線方向的單位長度上的電勢降落）。在 E、U、 F電 、ε四個物理量中，E、U 是反映電場本身的，與外來電荷無關；F電 、ε與外來電荷密切相關，沒有外來電荷就沒有F電 、ε 。

3．判斷電荷電勢能高低的兩種方法：

（1）在電場中移動電荷，電荷受的電場力做正功，電荷電勢能就減少，反之就增加。

（2）類比“彈簧模型”。

4．正值和負值的含義在靜電場中，物理量正、負的含義不同，要區别對待：

（1）電荷的正負表示電性。電子帶負電，質子帶正電，物體得到電子帶負電，失去電子帶正電。

（2）場強和電場力的正負表示方向，與正電荷受力方向相同為正，與正電荷受力方向相反為負（如果各點的 E 或 F 不在一條直線上，就不能用正、負表示方向了）。正負不表示大小，運算中不要帶正負号，方向根據題意加以判定。

（3）電勢和電勢能的正負表示大小。正電勢比負電勢高。某點電勢的大小與零電勢的規定有關，比零電勢低為負電勢，一般規定無窮遠處的電勢為零（大地電勢為零）。電勢能的規定與此類似，某點電勢能的大小與零電勢的規定有關。用公式計算時可以帶入正負号進行分析。（4）電場力做功的正、負與電勢能的增、減相對應：電場力做正功，電勢能減小；電場力做負功，電勢能增加。電場力做功的正負可以根據功的定義進行判斷。

5．電容器：電容器的電容量是由電容器本身的特性決定的，與電容器是否充電及充電多少都無關。當電容器始終連接電源時，電容器兩端電壓恒定；當電容器充電後又斷開電源，電容器所帶電量恒定。

6．帶電粒子在電場中的運動電場和力學相結合的題目是出題的熱點。複習時要引起足夠的重視，要對偏轉距離、偏轉角、粒子的速度、能量變化等問題搞清楚，并能熟練地運用它們解釋有關的物理現象。7．電場中的功能關系要理清

（1）W =qU 适用于任何電場，W =qEd 适用于勻強電場。

（2）隻有電場力做功，電勢能和電荷的動能之和保持不變。

（3）隻有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變。

①電場力做的功等于機械能的變化；

②重力做的功等于電勢能和動能之和的變化；

③電場力和重力做功之和等于電荷的動能的變化。

8．電場中問題的一些特殊方法

（1）在學習過程中要善于運用類比法，如點電荷與質點、庫侖定律與萬有引力定律等 都有相似之處，也有根本的不同。

（2）使用公式、定律，注意适用條件，如E=F/q适用于任何電場，而E= kQ/r2适用于點電荷的電場

（3）要充分理解公式中每一個量的含義及各量的關系。

（4）要善于運用力學中處理問題的方法、技巧來處理實際問題，如根據運動判斷受力， 利用能量守恒、功能關系解決問題等等複習時突破以下重點或難點：

1．透徹理解基本概念，準确地掌握電場強度、電場線、電勢、電勢能、電勢差、電場力做功的區别與聯系，并熟練地應用概念分析和描述帶電粒子的運動．

2．掌握處理問題的方法，處理帶電體的平衡和加速問題與力學中的平衡和加速問題類比、處理帶電粒子在勻強電場中的偏轉的方法與平抛運動處理方法類比．通過對比和類比，找到知識與方法的相似之處和不同之處，有利于知識的系統掌握和解決問題能力的提高．

3．關注帶電粒子在周期性變化的電場中的運動，根據帶電粒子受力的變化分析帶電粒子的運動規律，利用牛頓運動定律結合運動學知識進行求解

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