内容 静电场 要求 Ⅰ 要点解读 不单独命题，而是创设静电场场景考查其他核心考点。 高频考点，直接考查或综合考查。以选择题形式考查场强 电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 的计算和叠加，也在力电综合题中结合动力学知识考查， 难度较大。 不单独命题，多考查电场线的方向，知道几种典型电场的 电场线 Ⅰ 电势能、电势 Ⅰ 电场线分布特点。 常考点，选择题和计算题均有考查。结合电场力做功判断 电势能的变化，比较电势的高低，涉及电场力做功和电势 电势差 Ⅱ 能的关系，电势能变化与电势变化的关系，结合动能定理 等。 可直接考查，选择题和计算题均可命题，涉及电场力做功 和电势差的关系，电势与电势差的关系。 一、电场及电场强度 1．电场的概念 （1）电场：存在于电荷周围，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。虽然看不见摸不着也无法称量，但电场是客观存在的，只要电荷存在它周围就存在电场。 （2）静电场：静止的电荷周围存在的电场称为静电场（运动的电荷或变化的磁场产生的电场称为 涡旋电场）。 （3）电场的基本性质：对放入其中的电荷（不管是运动的还是静止的） 有力的作用。电场具有能 量和动量。 （4）电场力：电场对处在其中的电荷的作用力称为电场力。 2．电场强度、电场力的性质 （1）电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值叫做该点的电场强 度，简称场强。定义式： E  F q ，适用于一切电场。 （2）方向：规定 正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方 向相反。 （3）单位：N/C 或 V/m。 （4）物理意义：描述该处电场的强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，场强是矢量。 3．三种电场的电场强度 � F� 适用于任何电场 �E  � 与检验电荷是否存在无关 � q� � 适用于点电荷产生的电场 � kQ � �E  2 � Q为场源电荷的电荷量 � r � � 适用于匀强电场 �E  U � � � U 为两点间的电势差,为沿电场方向两点间的距离 d � d� 4．电场线 （1）电场线：为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各 点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱。 （2）电场线特点： ① 电场线是人们为了研究电场而假想出来的，实际电场中并不存在。 ② 静电场的电场线总是从 正电荷（或无穷远）出发，到 负电荷（或无穷远）终止， 不是闭合曲 线。（这一点要与涡旋电场的电场线以及磁感线区别）。 ③ 电场中的电场线永远不会相交。 ④ 电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹，也不能确定电荷的速度方向。带电粒子的运动轨迹是由 带电粒子受到的合外力和初速度共同决定。只有当电场线为直线，初速度为零或初速度方向与电场线平行 且仅受电场力作用时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合。 ⑤ 电场线的切线方向表示该点场强的方向，疏密表示该点场强的大小，同一电场中电场线越密的地方 场强越大，没有画出电场线的地方不一定没有电场。 ⑥ 电场线并不只存在于纸面上而是分布于整个立体空间。 5．几种典型电场的电场线分布 （1）孤立点电荷周围的电场：离点电荷越近，电场线越 密，场强越 大；在点电荷形成的电场中， 不存在场强相等的点；若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处 处相等，方向各不相同。 （2）等量异种点电荷的电场（连线和中垂线上的电场特点） ① 两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场方向场强先变 小再变大，电势逐 渐降低； ② 两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且与中垂面（中 垂线）垂直；由中点 O 沿中垂面（中垂线）到无限远，电场强度一直变小，各点电势相等。 ③ 在中垂线（中垂面）上，与两点电荷连线的中点 O 等距离的各点场强相等； （3）等量同种点电荷的电场（连线和中垂线上的电场特点） ① 两点电荷连线中点 O 处场强为 0，此处无场强； ② 两点电荷连线中点 O 附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零； ③ 从两点电荷连线中点 O 沿中垂面（中垂线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小。 中垂线上与两点电荷连线的中点 O 等距离的各点场强大小相等，方向相反，电势相等。 6．匀强电场 场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场，匀强电场中的电场线是等距的平行线， 平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两极之间除边缘外就是匀强电场。 7．点电荷与导体平板 （1）电场与平板表面垂直，平板表面为等势面。 （2）带电物体在平板上的运动，受电场力垂直于平板，物体动能不变。 二、电势能与电势 1．电势能的概念，零势能面 （1）由于静电场力对点电荷 q 所做的功与路径无关，因此，我们可以为点电荷 q 在电场中的不同位 置引入一个确定的数值来反映其在静电场中所附加的能的属性，并称之为电势能（类比于重力势能）。 （2）电势能：由电荷和电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能，记为 ε 或 Ep。 （3）零势能面：电势能的大小具有 相对性 ，因此，要确定其具体数值时，需要选定一个零电势能 面（类比于重力势能的零势面），通常取无穷远处或大地为电势能和零点。但需要注意的是电势能的变化 是绝对的，与零电势能位置的选择无关。 ① 电势能有正负，电势能为正时表示电势能比参考点的电势能大，电势能为负时表示电势能比参考点 的电势能小。 ② 电势能是属于电荷和电场所共有，没有电场的存在，就没有电势能，仅有电场的存在，而没有电荷 时也没有电势能。 ③ 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为 零处（电势为零处）电场力 所做的功。 ④ 电势能的变化，当运动方向与电场力方向的夹角为锐角时，电场力做正功，电势能减少，当电荷 运动方向与电场力方向夹角为钝角时，电场力做负功，电势能增加。 ⑤ 电荷电势能的变化仅由电场力对电荷做功引起，与其他力对电荷做功无关。 ⑥ 电势能的单位，焦耳 J 还有电子伏，符号为 eV，定义为在真空中，1 个电子通过 1 伏电位差的空间 所能获得的能量。1 电子伏（1 eV）=1.602×10–19 J。常用千电子伏及兆电子伏（keV，MeV）。 2．电势，等势面，电势差 （1）电势 φ：描述电场的能的性质的物理量。从能的观点看，在电场中某位置放一个检验电荷 q，若  F 它具有的电势能为 ε，则定义比值   q 为做该位置的电势（类比于 E  q ）。 ① 电势是标量，有正负，无方向，只表示相对零势点比较的结果。零电势点可以自由选取，通常取离 电场无穷远处或大地电势为零。 ② 如果取无穷远电势为零，正电荷形成的电场中各点的电势均为 正值，负电荷形成的电场中各点的 电势均为负值。 ③ 电势是电场本身具有的属性，与试探电荷无关。 ④ 沿着电场线的方向，电势越来 越低（变化最快），逆着电场线的方向，电势越来越 高，电势降低 的方向不一定就是电场线的方向。 ⑤ 电势与场强没有直接关系：电势高的地方，场强不一定大；场强大的地方，电势不一定高。 ⑥ 当存在几个“场源”时，某处合电场的电势等于各“场源”的电场在经处的电势的代数和。 ⑦ 点电荷电场的电势，在一个点电荷 q 所形成的电场中，若取无限远处的电势为零，则在距此点电荷 距离为 r 的地方的电势为   k q 。 r ⑧ 均匀带电球电场的电势，对于一个均匀带电球面所形成的电场，若球半径为 R，带电荷量为 q，则 在球外的任意与球心相距为 r 的点的电势为 U  k q q ，而其球面上和球面内任一点的电势都是 U  k 。 r R 注 1．电势和电场强度的比较 1 电场强度 E 电势 φ 描写电场的力的性质 描写电场的能的性质 电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场 电场中某点的电势等于该点跟选定的标准 2 F 力 F 跟正点电荷电荷量 q 的比值 E= q ，E 在数值上等于 位置（零电势点）间的电势差。φ 在数值 上等于单位正电荷所具有的电势能 单位正电荷所受的电场力 3 矢量 标量 4 单位：N/C；V/m V（1 V=1 J/C） 5 联系：①在匀强电场中 UAB=Ed（d 为 A、B 间沿电场线方向的距离）；②电势沿着电场强度的方向 降落 注 2．电势与电势能的比较 1 2 3 电势 φ 电势能 ε 反映电场能的性质的物理量 电荷在电场中某点时所具有的电势能 电场中某一点的电势 φ 的大小，只跟电场本身 电势能的大小是由点电荷 q 和该点电势 φ 共同决 有关，跟点电荷无关 定的 电 势 差 却 是 指 电 场 中 两 点 间 的 电 势 之 差 ， 电势能差 Δε 是指点电荷在电场中两点间的电势 ΔU=φA–φB，取 φB=0 时，φA=ΔU 电势沿电场线逐渐降低，取定零电势点后，某 4 点的电势高于零者，为正值。某点的电势低于 零者，为负值 5 单位：伏特 6 联系：ε=qφ 能之差 Δε=εA–εB，取 εB=0 时，εA=Δε 正点荷（+q）：电势能的正负跟电势的正负相同； 负电荷（–q）：电势能的正负限电势的正负相反 单位：焦耳 （2）电势差：由电场力功的定义，电荷 q 在电场中由一点 A 移到另一点 B 时，电场力所做的功 WAB 跟 WAB 它的电荷量 q 的比值，叫做 A、B 两点间的电势差。即 UAB= q 。 （3）等势面：电势相等的点组成的面叫等势面。实际中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面 研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再依据电场线与等势面处处垂直，绘出电场线分布，就知道了 所研究的电场。 ① 等势面上各点的电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。 ② 等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 ③ 等势面（线）密处场强较大，等势面（线）疏处场强小。 ④ 静电平衡时整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。 （4）常见的等势面 3．电场做功、电势差、电势、电势能的关系 WAB （1）电场力功与电势差的关系：WAB=qUAB，UAB= q 。 （2）电势与电势差的关系：UAB=φA–φB。 （3）电势与电势能的关系：EpA=q  A 。 （4）电势能与电场力功的关系：WAB=EpA–EpB=–(EpB–EpA)=–ΔEp。 （2020·北京高三二模）如图甲所示，点电荷 A、B 相距 l，电荷量均为+Q，AB 连线中点为 O。现将另一 个电荷量为+q 的点电荷放置在 AB 连线的中垂线上距 O 点为 x 的 C