《2020年高考物理二轮提分秘籍：电场的两大性质（教师版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理二轮提分秘籍：电场的两大性质（教师版）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提分秘籍备战高考2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题09 电场的两大性质题型一 库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加【题型解码】1.电场叠加问题要注意矢量性与对称性2.电场强度是矢量,电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。【典例分析1】 (2018全国卷,16)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab5 cm,bc3 cm,ca4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a、b的电荷同号, B.a、b的电荷异号,C.a、b的电荷同号, D.a、b的电荷异号,【参考答案】D【名师
2、解析】情境转化画矢量合成图如果a、b带同种电荷,则a、b两小球对c的作用力均为斥力或引力,此时c在垂直于a、b连线的方向上的合力一定不为零,因此a、b不可能带同种电荷,A、C错误；若a、b带异种电荷,假设a对c的作用力为斥力,则b对c的作用力一定为引力,受力分析如图所示,由题意知c所受库仑力的合力方向平行于a、b的连线,则Fa、Fb在垂直于a、b连线的方向上的合力为零,由几何关系可知,又由库仑定律得,联立解得,B错误,D正确。【典例分析2】(2019吉林长春外国语学校检测)如图所示,带电小球A、B的电荷分别为QA、QB,OAOB,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
3、离减为,可采用的方法有()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【参考答案】BD.【名师解析】：如图所示,B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成,其合力应与重力大小相等、方向相反；由几何关系可知,而库仑力F；即k,即mBgd3kQAQBL.要使d变为,可以使B球质量增大到原来的8倍而保证上式成立,故A错误,B正确；或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时小球B的质量增加到原来的2倍,也可保证等式成立,故C错误,D正确【典例分析3】
4、(2019陕西渭南教学质量检测)如图所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负向的匀强电场时,y轴上A点的场强等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A的距离分别为r1、r2,则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为()AE B.E C2E D4E【参考答案】：C【名师解析】：A点场强为零,说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向,即竖直向上,大小为E,根据对称性,两点电荷在B处产生的合场强竖直向下,大小为E,所以B点的场强大小为2E,方向竖直向下,C正确【提分秘籍】1电场强度的三个计算公式2.电场的叠加电场强度是矢量,电场中某点的几个电场强度的合场强为各
5、个电场强度的矢量和。电势是标量,电场中某点几个电场的电势的总电势为各个电势的代数和。3.求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样,受力分析是基础,应用平衡条件是关键,都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题,但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点具体步骤如下：4.对称法求电场强度【突破训练】1(2019福建省泉州市一模)(多选)如图,电荷量大小相等的点电荷A、B、C放置在等边三角形的顶点上,O为三角形的中心,a、b、c分别为三边的中点,d是O关于a的对称点。已知A带负电,B、C均带正电,则()AO点电场强度为零 Bb、c两点电场强度大小相等
6、C电子在d点的电势能比在O点的小 D质子从b点移到O点,电场力做正功【答案】BC【解析】O点的电场强度为B、C电荷在O点产生的合场强与A电荷在O点产生的场强的矢量和,两场强方向均为由O指向A,可知O点的电场强度不为零,故A错误；由对称性可知,b、c两点电场强度大小相等,故B正确；如果没有A电荷存在,O点和d点的电势相等,由于A负电荷的存在,且O点离A电荷更近,所以O点的电势比d点低,电子在d点的电势能比在O点的小,故C正确；O、b两点位于A、C连线的中垂线上,如果没有B电荷存在,O、b两点电势相等,由于B电荷的存在,且O点离B电荷更近,所以O点电势更高,质子在O点的电势能更大,所以质子从b点移
7、到O点,电势能增大,电场力做负功,故D错误。2.(2019山东聊城一模)真空中有四个相同的点电荷,所带电荷量均为q,固定在如图所示的四个顶点上,任意两点电荷的连线长度都为L,静电力常量为k,下列说法正确的是()A不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上B每条棱中点的电场强度大小都为C任意两棱中点间的电势差都为零Da、b、c三点为侧面棱中点,则a、b、c所在的平面为等势面【答案】BC【解析】根据对称性可知,每条棱中点的电势都相等,故不相邻的两棱中点不可能在同一条电场线上,故A错误,C正确；如图所示,根据几何知识得：DaCaL,A和B两点的点电荷在a点的合场强为零,C和D两点的点电荷在a点的电场强度大
8、小均为：E,设Ca和Da的夹角为2,则sin,则cos,所以a点的场强大小为E合2Ecos,根据对称性可知每条棱中点的电场强度大小都为,故B正确；假设a、b、c所在的平面为等势面,因为电场线方向垂直于等势面,所以a、b、c所在平面电场强度的方向都在竖直方向,由电场叠加原理知b点的电场方向实际垂直b所在的棱,因此a、b、c所在的平面不是等势面,故D错误。3.(2019山东济宁二模)如图所示,一个绝缘圆环,当它的均匀带电且电荷量为q时,圆心O处的电场强度大小为E。现使半圆ABC均匀带电2q,而另一半圆ADC均匀带电2q,则圆心O处电场强度的大小和方向为()A2E,方向由O指向D B4E,方向由O指
9、向DC2E,方向由O指向B D0【答案】A【解析】当圆环的均匀带电且电荷量为q时,圆心O处的电场强度大小为E,当半圆ABC均匀带电2q,由如图所示的矢量合成可得,在圆心处的电场强度大小为E,方向由O到D；当另一半圆ADC均匀带电2q,同理,在圆心处的电场强度大小为E,方向由O到D；根据矢量的合成法则,圆心O处的电场强度的大小为2E,方向由O到D,A正确,B、C、D错误。题型二 根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化【题型解码】(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况(2)“三不知
10、时要假设”电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况【典例分析1】如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()A.Q点的电势比P点高 B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小【参考答案】AB【名师解析】(1)油滴在匀强电场中运动油滴做匀变速曲线运动(2)“相对于过轨迹最低点P的竖直线对称”合力
11、为竖直向上的恒力由于油滴受到的电场力和重力都是恒力,所以合外力为恒力,加速度恒定不变,所以选项D错误；由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲的内侧,所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向,因此电场力竖直向上,且qEmg,则电场方向竖直向下,所以Q点的电势比P点的高,选项A正确；当油滴从P点运动到Q点时,电场力做正功,电势能减小,选项C错误；当油滴从P点运动到Q点的过程中,合外力做正功,动能增加,所以Q点动能大于P点的动能,选项B正确。【典例分析2】(2019山东淄博三模)如图所示,实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线,虚线为电子从A点运动到B点的运动轨迹,则下列判断正确
12、的是()AA点的场强小于B点的场强 BQ1的电荷量大于Q2的电荷量C电子在A点的电势能大于在B点的电势能 D电子在A点的速度大于在B点的速度【参考答案】D【名师解析】根据“电场线的密疏表示场强的大小”可知,A点的场强比B点的场强大,A错误；根据电场线分布情况可知,Q1、Q2是同种电荷,由点电荷Q2周围电场线较密可知点电荷Q2带电荷量较多,即Q1Q2,故B错误；电子做曲线运动,受到的合力方向指向曲线的凹处,故电子过B点时受到的电场力F方向斜向下,可知电子从A点运动到B点的过程中,电场力方向与速度方向的夹角总是大于90,电场力做负功,电势能增大,动能减小,即电子在A点的电势能小于在B点的电势能,电
13、子在A点的速度大于在B点的速度,故C错误,D正确【提分秘籍】1.根据运动轨迹判断粒子的受力及运动情况确定受力方向的依据a曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧；b电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向相同,负电荷则相反；c场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向。比较加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密E越大FqE越大a越大。判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角),电场力做正功(负功),速度增加(减小)。2.分析电场的特点和性质问题的一般思路(1)电场强度根据电场线的疏密程度进行判断。根据等差等势面的疏密程度进行
14、判断。根据Ek结合矢量合成进行判断或计算。(2)电势根据沿电场线方向电势逐渐降低进行判断。根据进行判断或计算。空间存在两个或两个以上的电场时,根据电势的叠加求代数和进行判断或计算。(3)电势能根据Epq进行判断或计算。注意判断或计算时Ep、q均带正、负号,且Ep、的正、负号表示大小。根据电场力做功进行判断或计算。若电场力对电荷做正功,电势能减少,反之则增加,且WABEp。根据能量守恒定律进行判断或计算。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程,若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转化,而总和应保持不变,即当动能增加时,电势能减少,反之则增加,且EkEp。【突破训练】1.(2019江苏扬州一模)(多选)如图所示,在等量异种电荷形成的电场中有一正方形ABCD,其对角线AC与两点电荷的连线重合,两对角线的交点位于电荷连线的中点O。下列说法中正确的有()AA、B两点的电场强度方向相同BB、D两点的电势相同C质子由C点沿COA路径移至A点,电场力对其先做负功后做正功D电子由B点沿BCD路径移至D点,电势能先增大后减小【答案】ABD【解析】在如图所示的电场中,A、B两点的场强方向都是水平向右的,故A正确；由于两电荷连线的中垂线为零等势
