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1、知识体系内容索引NEIRONGSUOYIN第10课时电场1.电场中的各物理量的关系高考题型1电场性质的理解2.电场强度的判断(1)场强方向是正电荷所受电场力的方向，也是电场线上某点的切线方向；(2)电场的强弱可根据电场线的疏密程度判断.(3)电场中场强大小也可根据场强公式进行比较.3.电势高低的判断方法(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低；(2)根据电势差UABAB，若UAB0，则AB；反之，A0)的点电荷固定在P点.下列说法正确的是A.沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电
2、荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负图图2解析该点电荷形成的电场过M、N两点的等势面如图所示.距P越近，电场强度越大，沿MN边，从M点到N点，与P点的距离先变小后变大，电场强度先增大后减小，故A错误；沿电场线方向电势降低，沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小，故B正确；由图可知，M点电势高于N点电势，根据Epq知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故C正确；将正电荷从M点移动到N点，即从高电势移动到低电势，电场力所做的总功为正，故D错误.例3(多选)(2018全国卷21)如图3，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连
3、线的中点.一电荷量为q(q0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C.若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D.若W1W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差图图3解析结合题意，只能判定Uab0，Ucd0，但电场方向不能得出，A项错误；由于M、N分别为ac和bd的中点，但本题中电场方向未知，C项错误；若W1W2，则UabUcd，则ac与bd一定相互平行且相等，可知UaMUbN，D项正确.1.(2020云南
4、昆明市高三“三诊一模”测试)如图4所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷Q1、Q2固定在c、d两点.一质量为m、带负电的小球P在a点且处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是命题预测12图图4312因为小球在P点处于静止状态，因为a、b两点关于cd对称，所以这两点的电势相等，而电场力做功只与初末位置的电势有关，与其经过的路径无关，所以将P从a点移到b点，电场力做功为零，故C错误.312由题可知，小球P在a点受到的电场力方向竖直向上，在cd上方受电场力方向竖直向下，所以将P从a点沿直线移到b点过程中，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后
5、增大，故D错误.32.(2020湖北襄阳市高三联考)如图5，真空中固定两个等量同种点电荷A、B，O为AB连线中点.在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直于圆面而且与AB连线共面，两个平面边线交点分别为e、f，则下列说法正确的是12A.在a、b、c、d四点中存在场强和电势均相同的点B.将一试探电荷由e点沿圆弧egf移到f点，电场力始终不做功C.将一试探电荷由f点移到正方形a、b、c、d任意一点时，电势能的变化量都不相同D.沿线段eOf移动的电荷所受的电场力先增大后减小图图53解析根据等量同种电荷的电场线分布情况可知，a、b的电
6、势相同，电场强度不同，c、d的电势相同，电场强度不同，故A错误；12将一试探电荷由e点沿圆弧egf移到f点，试探电荷受到的电场力始终沿着径向方向，始终与试探电荷运动的速度方向垂直，电场力始终不做功，故B正确；由于a、b的电势相同，故从f点到a、b两点电势能变化量相同，同理从f点到c、d两点电势能变化量相同，故C错误；根据等量同种电荷的电场线分布，沿eOf移动，电场线先变疏后变密，场强先变小后变大，根据FqE可知，电场力先变小后变大，故D错误.33.(多选)(2020山东省模拟)如图6，正方形abcd处于匀强电场中，电场方向与此平面平行.一质子由a点运动到b点，电场力做功为W，该质子由a点运动到
7、d点，克服电场力做功为W.已知W0，则A.电场强度的方向沿着ab方向B.线ac是一条等势线C.c点的电势高于b点的电势D.电子在d点的电势能大于在b点的电势能12图图63解析由题意可知，一质子由a点运动到b点，电场力做功为W；该质子由a点运动到d点，电场力做功为W；根据公式WqU可知UabUad，又根据几何关系可知，b、d两点关于ac连线对称，所以ac是此匀强电场中的一条等势线，B正确；由于质子由a点运动到b点，电场力做正功，所以cab，所以电场强度的方向垂直于ac连线，由d点指向b点，A错误，C正确；123根据Epq，且电子带负电，所以电子在电势低的地方电势能高，由于db，所以电子在d点的电
8、势能小于在b点的电势能，D错误.1231.必须记住的三个公式高考题型2平行板电容器电场问题2.掌握两个重要结论(1)电容器与电路(或电源)相连，则两端电压取决于电路(或电源)，稳定时相当于断路，两端电压总等于与之并联的支路电压.(2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变.3.注意一个特例：当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性，将使电容器的充电或放电受到限制.例4(2016天津卷4)如图7所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场
9、强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则A.增大，E增大 B.增大，Ep不变C.减小，Ep增大 D.减小，E不变考题示例图图7解析若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，根据QCU可知，在Q一定的情况下，两极板间的电势差减小，则静电计指针偏角减小；可知E不变，P点离下极板的距离不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，故Ep不变；由以上分析可知，选项D正确.4.如图8所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零，可以视为短路；反向电阻无穷大，可以视为断路)连接，电源负极接地，初始时电容器不带
10、电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态.下列说法正确的是命题预测A.减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低B.减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低C.将下极板上移，带电油滴将向上运动D.断开开关S，带电油滴将向下运动图图8当开关闭合并减小极板间的正对面积时，电容C减小，但由于二极管具有单向导电性，题图中的电容器只能充电不能放电，由此可得电场强度E变大，带电油滴所受电场力变大，则带电油滴会向上移动，P点与下极板的距离不变，因E变大，则P点的电势升高，选项A、B错误；将下极板上移，极板间距离减小，电容器的电容C变大，电容器
11、所带的电荷量Q变大，电容器充电，电场强度变大，带电油滴向上运动，选项C正确；断开开关S，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，电容器所带电荷量Q不变，电容C不变，电压也不变，电容器两极板间的场强不变，故带电油滴仍然处于静止状态，选项D错误.1.vt图像问题当带电粒子只在电场力作用下运动时，从vt图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况，进而可将粒子运动中经过的各点的场强方向、场强大小、电势高低及电势能的变化情况判定出来.2.x图像问题(1)从x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场强度的方向.(2)从x图像中分析电荷移动时电势能的变化.(3)x图线切线的斜率大
12、小等于电场强度E的大小.高考题型3电场中的图像问题3.Ex图像问题(1)E0表示场强沿x轴正方向，E0表示场强沿x轴负方向.(2)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低需根据电场方向判定.4.Epx图像问题(1)图像的切线斜率大小等于电场力大小.(2)可用于判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况.例5(多选)(2017江苏卷8)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图9所示.下列说法正确的有A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2，电势能减小D.负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大考题示例图图9
13、解析由题图可知，两点电荷q1和q2带有异种电荷，A正确；在x图像中，图像切线的斜率大小表示电场强度大小，则x1处的电场强度不为零，B错误；从x1到x2电场强度逐渐减小，负电荷受到的电场力逐渐减小，D错误；由Epq可知，负电荷在电势高处的电势能小，则负电荷从x1移到x2，电势能减小，C正确.5.(2020北京市门头沟区一模)如图10甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示，设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为A、B，则A.EAEB，ABB.EAEB，ABD.EAEB，AB命题预测
14、图图105678解析电子受力方向由AB，因为电子带负电，受力方向与电场方向相反，所以电场方向由B指向A，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，知A0，所以UAB|UBC|，A、B两点电势差大小|UAB|大于B、C两点电势差大小|UBC|，故C错误；5678电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，根据动能定理得WAB mvB2 mvA20，可知电子经过A点的速率小于经过B点的速率，故D正确.1.(多选)一个带正电的点电荷，置于一接地的导体球附近，形成如图1所示的电场线分布，下列说法正确的是A.a点的电势低于b点的电势B.c点的电场强度大于d点的电场强度C.将一正试探电荷从e点沿虚线移动到f点电场力做正功
15、D.导体球内部电势为零保分基础练123456789 10 11 12 13 14专题强化练15图图1解析根据沿电场线方向电势降低可知，a点的电势低于b点的电势，故A正确；根据电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，知c点的场强小于d点的场强，故B错误；123456789 10 11 12 13 14 15将一正试探电荷从e点沿虚线移动到f点，由于导体球处于静电平衡状态，整个导体球是一个等势体，所以e、f两点的电势相等，则电场力做功为零，故C错误；导体球处于静电平衡状态，整个导体球是一个等势体，其内部电势与地面电势相等，为零，故D正确.2.(2020北京卷7)真空中某点电荷的等势面示
16、意如图2，图中相邻等势面间电势差相等.下列说法正确的是A.该点电荷一定为正电荷B.P点的场强一定比Q点的场强大C.P点电势一定比Q点电势低D.正检验电荷在P点比在Q点的电势能大123456789 10 11 12 13 14 15图图2解析该点电荷可能为正电荷，也可能为负电荷，故A错误；由于P点等势面比Q点等势面密，故P点电场线比Q点电场线密，P点的场强一定比Q点的场强大，故B正确；123456789 10 11 12 13 14 15由于该点电荷电性未知，电场方向不确定，P、Q点的电势高低不确定，正检验电荷在P、Q点的电势能无法比较，故C、D错误.3.(多选)(2020山东兖州3月网络模拟)两个等量同种正点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图3甲所示.一个电荷量为2103 C、质量为0.1 kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放，其在水平面内运动的vt图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是A.由C到A的过程中物块的电势能逐渐减小B.B、A两点间的电势差UBA5 VC.由C点到A点电势逐渐降低D.B点
