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1、高三物理电场的力的性质教材分析高三物理电场的力的性质教材分析考点 2电场的力的性质考点名片考点细研究：本考点命题要点：(1)电荷守恒、静电现象及解释；(2)点电荷、库仑定律；(3) 电场强度、电场线、电场强度的叠加。其中考查到的如：2016 年全国卷第 20 题，2016 年全国卷第 1 题，2016 年浙江高考第 19 题，2016 年江苏高考第 3 题，2016 年浙江高考第 1 题，201 年全国卷第 14 题、201 年东高考第 18 题、201 年安徽高考第 20 题、201 年广东高考第 21 题、201 年江苏高考第 2 题、201 年浙江高考第 16 题、2014 年浙江高考第
2、 19 题、2014 年福建高考第 20 题。备考正能量：本考点内容比较抽象，一般以电场线为依托，重点考查对电场强度概念的理解和应用，试题多以选择题形式出现，有时结合微元法、对称的思想考查对电场强度的理解。一、基础与经典1使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷) 分别带上3Q 和Q 的电荷后，将它们固定在相距为 a 的两点，它们之间库仑力的大小为 F1。现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为 2a 的两点，它们之间库仑力的大小为 F2。则 F1 与 F2 之比为( )A21 B41 161 D601答案D解析由库仑定律有 F1，相同球接触后分开，电荷先中和后平分，带电量均变为Q
3、，而距离变为原 2 倍，F2，故，D选项正确。2 如图所示，在水平向右、大小为 E 的匀强电场中，在点固定一电荷量为 Q 的正电荷，A、B、 、D 为以为圆心、半径为 r 的同一圆周上的四点，B、D 连线与电场线平行，A 、连线与电场线垂直。则( )AA 点的电场强度大小为 B B 点的电场强度大小为 ED 点的电场强度大小不可能为 0DA、两点的电场强度相同答案A解析Q 在 A 点的电场强度沿 A 方向，大小为，所以 A 点的合电场强度大小为，A 正确；同理，B 点的电场强度大小为 E，B错误；如果 E，则 D 点的电场强度为 0，错误；A 、两点的电场强度大小相等，但方向不同，D 错误。3
4、在匀强电场中，将一质量为、电荷量为 q 的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为 ，如图所示。则匀强电场的场强大小为()A最大值是 B最小值为唯一值是 D以上都不对答案B解析依题意，带电小球所受合力方向与竖直方向的夹角为 ，根据平行四边形定则可知，当电场力方向与合力方向垂直时，场强最小，如图所示。则 sin，所以 Ein，选项 B 正确。又由图可知场强的取值不是唯一而且没有最大值，所以 A、 、D 错误。4 如图所示，三个点电荷 q1、q2、q3 在同一条直线上，q2 和 q3的距离为 q1 和 q2 距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零。由此可以判断，三个
5、点电荷的电荷量之比 q1q2q3 为()A(9)4(36) B9436(3)2(6) D326答案A解析由三电荷平衡模型的特点“两同夹异、两大夹小” 可知，q1和 q3 为同种电荷，它们与 q2 互为异种电荷，设 q1 和 q2 距离为 r，则 q2 和 q3 的距离为 2r，对于 q1 有，则有，对 q3 有，所以，考虑到各电荷的电性，A 正确。如图所示，表示在一个电场中的 a、b、 、d 四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图象，那么下列说法中正确的是()A该电场是匀强电场B a、b、 、d 四点场强的大小关系是 EdEa、b、 、 d 四点场强的大小关系是
6、 EaEdD无法判断 a、b、 、d 四点场强的大小关系答案B解析因为 E，所以 Fq 图象中斜率的绝对值表示场强的大小，所以 a、b、 、d 四点场强大小关系为 EdE，B选项正确。6如图所示，在一条直线上有两个相距 04 的点电荷 A、B，A带电Q，B 带电9Q。现引入第三个点电荷，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则的带电性质及位置应为()A正，B 的右边 04 处B 正，B 的左边 02 处负，A 的左边 02 处D负，A 的右边 02 处答案解析要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项正确。7 (多选)如图所示，A、B 两球所带电荷量
7、均为 210 ，质量均为 072 g，其中 A 球带正电荷，B 球带负电荷，且均可视为点电荷。A 球通过绝缘细线吊在天花板上，B 球固定在绝缘棒一端，现将 B球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，A 球静止且与竖直方向的夹角为 30，则 A、B 球之间的距离可能为( 9109 N2/2)()A0 B08 12 D2 答案AB解析对 A 受力分析，受重力 g、细线的拉力 FT、B 对 A 的吸引力 F，由分析知， A 平衡时，F 的最小值为 Fgsin30，解得 r1 ，所以两球的距离 d1 ，A、B 正确。8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。如图所示，在半球面 A
8、B 上均匀分布正电荷，总电荷量为 q，球面半径为 R，D 为通过半球顶点与球心的轴线，在轴线上有、N 两点，N2R。已知点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为()A BE E DE答案B解析如果在半球面 AB 右边补上一个均匀分布正电荷且总电荷量也为 q、球面半径也是 R 的半球面，这样就组成了一个均匀带电的球壳，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，则在、N 点所产生的电场为 E0，由题意知当如图所示的半球面在点产生的场强为 E 时，右半球电荷在点产生的场强大小 EE0EE，由对称性可知，半球在 N 处的场强大小也为 E，故 B 正确。9 如图所示，Q1 和
9、 Q2 是两个电荷量大小相等的点电荷，N 是两电荷的连线，HG 是两电荷连线的中垂线，是垂足。下列说法正确的是()A若两电荷是异种电荷，则的中点与 N 的中点电势一定相等B 若两电荷是异种电荷，则点的电场强度大小，与 N 上各点相比是最小的，而与 HG 上各点相比是最大的若两电荷是同种电荷，则中点与 N 中点处的电场强度一定相同D若两电荷是同种电荷，则点的电场强度大小，与 N 上各点相比是最小的，与 HG 上各点相比是最大的答案B解析若两电荷是异种电荷，则的中点与 N 的中点电势一定不相等，选项 A 错误。若两电荷是异种电荷，根据两异种电荷电场特点可知，点的电场强度大小，与 N 上各点相比是最
10、小的，而与 HG 上各点相比是最大的，选项 B 正确。若两电荷是同种电荷，则中点与N 中点处的电场强度大小一定相同，方向一定相反，选项错误。若两电荷是同种电荷，则点的电场强度为零，与 N 上各点相比是最小的，与 HG 上各点相比也是最小的，选项 D 错误。10如图甲所示，半径为 R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为 ，其轴线上任意一点 P(坐标为 x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E2 方向沿 x 轴。现考虑单位面积带电量为 0 的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为 r 的圆板，如图乙所示，则圆孔轴线上任意一点 Q(坐标为 x)的电场强度为( )A20 B 202
11、0 D20答案A解析特殊值代入法、极限法是解决这类问题的关键。R时，E2020，半径为 r 的圆板产生的场强 E120，无穷大的平板挖去半径为 r 的圆板后，产生的场强 E2EE120 ，故 A正确。二、真题与模拟112016全国卷 (多选)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()AQ 点的电势比 P 点高B 油滴在 Q 点的动能比它在 P 点的大油滴在 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 点的小答案AB解析根据带负电的油滴在竖直面内的轨迹可知，油滴所受合外力一定向上
12、，则所受电场力一定向上，且电场力大于重力，故匀强电场的方向竖直向下，Q 点的电势比 P 点高，选项 A 正确。油滴从P 点运动到 Q 点，根据动能定理，合外力做正功，动能增大，所以油滴在 Q 点的动能比它在 P 点的大，选项 B 正确。油滴从 P 点运动到 Q 点，电场力做正功，电势能减小，油滴在 Q 点的电势能比它在P 点的小，选项错误。由于带电油滴所受的电场力和重力均为恒力，所以油滴在 Q 点的加速度和它在 P 点的加速度大小相等，选项 D 错误。122016全国卷 如图，P 是固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个圆。带电粒子 Q 在 P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、
13、 b、为轨迹上的三个点。若 Q 仅受 P 的电场力作用，其在 a、b、点的加速度大小分别为 aa、ab、a，速度大小分别为va、vb、v。则 ()AaavbB aavaabvaDabvb答案D解析由点电荷电场强度公式 E可知，离场点电荷 P 越近，电场强度越大，Q 受到的电场力越大，由牛顿第二定律可知，加速度越大，由此可知，abaa，A、B 选项错误；由力与运动的关系可知，Q 受到的库仑力指向运动轨迹凹的一侧，因此 Q 与 P 带同种电荷，Q 从到 b 的过程中，电场力做负功，动能减少，从 b 到 a的过程中电场力做正功，动能增加，因此 Q 在 b 点的速度最小，由于、b 两点的电势差的绝对值
14、小于 a、b 两点的电势差的绝对值，因此 Q 从到 b 的过程中，动能的减少量小于从 b 到 a 的过程中动能的增加量，Q 在点的动能小于在 a 点的动能，即有 vavb，D选项正确。132016浙江高考 (多选)如图所示，把 A、B 两个相同的导电小球分别用长为 010 的绝缘细线悬挂于 A 和 B 两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与 A 球接触，棒移开后将悬点 B 移到 A 点固定。两球接触后分开，平衡时距离为 012 。已测得每个小球质量是 80104 g，带电小球可视为点电荷，重力加速度 g10 /s2，静电力常量90109 N2/2，则()A两球所带电荷量相等B A 球所受的静电力为 10
15、102 NB 球所带的电荷量为 4108 DA、B 两球连线中点处的电场强度为 0答案AD解析用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，与 A 球接触后 A 球也带正电荷，两球接触后分开，B 球也带正电荷，且两球所带电荷量相等，A 正确；两球相互排斥，稳定后 A 球受力情况如图所示，sin060，37，F 库gtan37 60103 N，B 项错误；F库，QAQBQ， r012 ，联立得 Q4108 ，故项正确；由等量同种点电荷产生的电场的特点可知，A、B 两球连线中点处的场强为 0，故 D 项正确。142016浙江高考 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B 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解析由于 A 点处电场线比 B 点处电场线疏，因此 A 点电场强度比 B 点小，A 项错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，因此小球表面的
