《高考物理母题题源系列 专题07 电场线 电场强度 电势（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理母题题源系列 专题07 电场线 电场强度 电势（含解析）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题07电场线 电场强度 电势【母题来源一】2016年浙江卷【母题原题】(多选)如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m。已测得每个小球质量是，带电小球可视为点电荷，重力加速度，静电力常量，则: ()A两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为1.010-2 NCB球所带的电荷量为DA、B两球连线中点处的电场强度为0 【答案】ACD【考点定位】物体的平衡；库仑定律；电场强度【名师点睛】此题是关于共点力的平衡及库仑定律的应用问题，是我们平时经常接
2、触到的题目略作改编而成的新试题，只要平时对基础题目理解到位，有一定的基础知识就能解答；所以建议我们的同学平时学习要扎扎实实的做好常规题。【母题来源二】2016年江苏卷【母题原题】一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是: ()AA点的电场强度比B点的大B小球表面的电势比容器内表面的低CB点的电场强度方向与该处内表面垂直D将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同【答案】C【考点定位】考查静电平衡、带电粒子在电场中的运动【方法技巧】掌握根据电场线的疏密判断电场强弱的方法以及由电场
3、线的方向比较电势的高低，电场线与等势面垂直的关系，在等势面上移动电荷电场力不做功的特点，本题重点考查电场的基本性质，考试的热点，每年必考。【命题意图】本题考查了电场线和电势知识，它们都是高中物理的核心知识，意在考查考生对物理主干知识的掌握情况。【考试方向】电场线是人们为了研究电场的方便，而引入的假想的实际并不存在的曲线，理解电场线的性质和作用，是研究电场问题的基础。高考对电场的考查重点有：库仑定律，对电场强度、电势的理解、应用，匀强电场中电场强度与电势差的关系、电场力做功的特点，平行板电容器的动态变化，带电粒子在匀强电场中的运动等知识。题型仍以选择题、计算题为主。【得分要点】对电场线和电势，考
4、生重点理解以下几点：（1）电场线的性质：电场线是人们为了研究电场的方便，而假想的实际并不存在的曲线，是理想化的模型；电场线始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处），不是闭合的；电场线永不相交。（2）电场线的特点或作用：电场线的疏密表示电场的强弱（等势线的疏密也表示电场的强弱）；电场线上某点的切线方向表示该点处的场强方向；沿着电场线的方向，电势逐渐减小。（3）等势面的特点或作用：等势面一定与电场线垂直，即一定垂直于场强方向；电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永不相交；相邻两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，
5、间距小，所以等势线的疏密表示电场的强弱；在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功；处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是等势面。 【母题1】(多选)如图所示，某无限长粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合，杆竖直放置。杆上有A、B、O三点，其中O为等量异种电荷连线的中点，AO=BO。现有一带电小圆环从杆上A点以初速度v0向B点滑动，滑到B点时速度恰好为0。则关于小圆环的运动，下列说法正确的是: ()A.运动的加速度先变大再变小B.电场力先做正功后做负功C.运动到O点的动能为初动能的一半D.运动到O点的速度小于v0/2【答案】AC联立以上两个公式解得：，即运动到O点的动能为初动能的一半，运动到
6、O点的速度大于,故C正确，D错误.考点：电势差与电场强度的关系、电场强度、电势能【名师点睛】本题关键是明确一对等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图，要做到胸中有图；同时要特别注意两个电荷的连线和中垂线上的电场情况能够熟练运用动能定理研究速度和动能。【母题2】(多选)下列说法中正确的是：（ ）A无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大C无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大D无论是正电
7、荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大【答案】AC【名师点睛】对于电场力做功与电势能变化的关系，可运用类比的方法加深理解，将它们的关系类比成重力做功与重力势能变化的关系，即可容易理解，也便于掌握【母题3】如图所示，实线为电场线，一带电粒子在电场中的运动轨迹如虚线所示，下列说法中正确的是: ()A粒子一定带正电B粒子受到的电场力做正功C粒子在B点的电势能大于在A点的电势能D粒子在B点的加速度大【答案】C【解析】由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左下方，与电场强度方向相反，故粒子带负电，故A错误；由于不知道是从A到B，还是从B到A，故电
8、场力做功的正负无法判断，故B错误；沿着电场线电势逐渐降低，等势面与电场线垂直，可以知道A点电势高，负电荷在电势高的点电势能低，故C正确；A点电场线密集，故电场强，电场力大，故加速度大，故D错误；考点：考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能。【母题4】如图4所示，是匀强电场的三个点，它们正好是等边三角形的三个顶点，O是三角形的中心，匀强电场的电场线与三角形所在的平面平行。已知a点的电势是，b点的电势是，c
9、点的电势是，则O点的电势为: ()A、 B、 C、 D、【答案】B【名师点睛】在匀强电场中，两点之间的电势差与场强的关系为，可以知道沿任意方向相等距离时两点间的电势差相等可求得连线中点的电势，再求点与该中点间的电势差，即可求得O点的电势。【母题5】均匀带电球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中与球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线。在轴线上有M、N两点，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为: ()A、 B、 C、 D、【答案】A【名师点睛】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场
10、，假设将带电量为的球面放在O处在M、N点所产生的电场和半球面在M点的场强对比求解；本题解题关键是抓住对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系。【母题6】(多选)某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图1中虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图2所示，则（不考虑空气阻力）: ()A.电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向B.从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大C从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越大D.到达x1位
11、置时，小球速度的大小为【答案】BD【解析】物体的机械能逐渐减小，电场力对小球做负功，故电场强度方向向上，即沿轴负方向再根据机械能的变化关系可知，相等位移电场力做功越来越小，说明电场力减小，故电场强度不断减小，故A错误；根据牛顿第二定律可知，物体受重力与电场力，电场力向上，重力向下，开始时重力大于电场力，由上知电场力越来越小，故合力越来越大，加速度越来越大，速度越来越大，故B正确；由于电场力越来越小，故相等的位移内，小球克服电场力做的功越来越小，故C错误；根据动能定理可得，解得到达位置时，小球速度，故D正确。考点：电势差与电场强度的关系；电场强度【名师点睛】从图象中能找出电场力的做功情况，根据电
12、场力的做功情况判断出小球的受力情况，进而判断出电场方向，在利用牛顿第二定律分析加速度由动能定理研究小球的速度。【母题7】将一带电量为+Q的点电荷固定在空间中的某一位置处，有两个质量相等的带电小球A、B分别在Q下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以Q为球心的同一球面上，如图所示若A、B所带电量很少，两者间的作用力忽略不计，取无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是: ()A小球A、B所带电荷量相等B小球A、B运动轨迹上的各点场强相同C小球A、B运动轨迹上的各点电势相等D库仑力刚好提供小球做匀速圆周运动所需的向心力【答案】C【名师点睛】AB两个小球都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，
13、小球受到重力和库仑力，合力提供向心力，据此分析库仑力的大小，从而分析电量关系，电场强度是矢量，有大小也有方向，以Q为球心的同一球面是等势面。【母题8】虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面。两个带电粒子M、N（重力忽略不计，也不考虑两粒子间的相互作用）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M是带正电的粒子，则下列说法中正确的是: ()AN一定也带正电Ba处的电势高于b处的电势，a处的电场强度大于b处的电场强度C带电粒子N的动能减小，电势能增大D带电粒子N的动能增大，电势能减小【答案】D考点: 等势面、电势、电势能。【名师点睛】电场线、电场强度、电势、等
14、势面之间的关系1电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向2电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面3电场强度数值与电势数值无直接关系：电场强度大(或小)的地方电势不一定大(或小)，零电势可人为选取，而电场强度是否为零则由电场本身决定【母题9】(多选)如图，Q1、Q2为两个固定的点电荷，Q1带负电、Q2带正电，且。a、b为它们连线延长线上的两点，a、b两点的场强和电势分别表示为Ea、Eb和。设无限远处电势为零，则下列说法正确的是: ()A若Ea=0，则Eb方向向右B若Ea=0，则C若，则D若，
15、则【答案】BC【解析】设Q1、Q2两个点电荷电荷量的绝对值分别为Q1、Q2Q1、Q2到a、b两点的距离分别为ra和rba、b间的距离为r若Ea=0，则有：，两个电荷在b点电场强度大小之差为，联立化简得到 Ea-Eb0，所以b点的合场强向左，则ab故B正确在a点右侧，Q1产生的场强比Q2产生的场强大，所以Eb方向向左，故A错误若a=0，则有两个电荷在b点的电势之差，化简可得 a-b0，所以有b0若，则故D错误，C正确故选BC.考点：电场强度；电势及电势差【名师点睛】此题是对电场强度及电势和电势差的考查；解决本题的关键要掌握电场的叠加原理分析各点场强的方向，从而判断出电势的高低；根据a点的场强为零，确定电场线的方向，根据顺着电场线方向电势降低，分析电势的高低。【母题10】某电场的电场线分布如图所示，、是以电场线上一点为圆心的同一圆周上的三点，连线与直线垂直。以下说法正确的是: ()A点电势与点电势相等B、间的电势差大于、间的
