第08讲 电场的性质解析版.docx

1、第08讲 电场的性质解析版2020年高考物理二轮精准备考复习讲义第三部分 电场磁场第8讲 电场的性质一、理清单，记住干1电场力的性质(1)电场强度的定义式：E.(2)真空中点电荷的电场强度公式：E.(3)匀强电场的电场强度与电势差的关系式：E.2电场能的性质(1)电势的定义式：.(2)电势差的定义式：UAB.(3)电势差与电势的关系式：UABAB.(4)电场力做功与电势能的关系式：WABEpAEpB.3熟记“面线”关系(1)电场线总是与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密(3)沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功二

2、、研高考，探考情【2019全国卷】如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则()AP和Q都带正电荷 BP和Q都带负电荷CP带正电荷，Q带负电荷 DP带负电荷，Q带正电荷【答案】D【解析】对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，选项A、B错误；对P进行受力分析可知，匀强电场对它的电场力应水平向左，与Q对它的库仑力平衡，所以P带负电荷，Q带正电荷，选项D正确，C错误。【2019高考全国卷】静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上

3、的另外一点，则()A运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】：AC【解析】：如图所示在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A正确粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为零、电场线为直线、只受电场力三个条件，B错误带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，EkM0，而EkN0，故EpMEpN，C正确粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故粒子

4、在N点所受的电场力方向与粒子轨迹切线方向不一定平行，D错误【2019高考全国卷】如图，电荷量分别为q和q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点则()Aa点和b点的电势相等 Ba点和b点的电场强度大小相等Ca点和b点的电场强度方向相同 D将负电荷从a点移到b点，电势能增加【答案】：BC【解析】：b点距q近，a点距q近，则b点的电势高于a点的电势，A错误如图所示，a、b两点的电场强度可视为E3与E4、E1与E2的合场强，其中E1E3，E2E4，且知E1E3，E2E4，故合场强Ea与Eb大小相等、方向相同，B、C正确由于aabac，vavcvb Baaabac，vbv

5、cva Cabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb【答案】D【解析】：.由点电荷电场强度公式Ek可知，离场源点电荷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，abacaa，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c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c、b两点的电势差的绝对值小于a、b两点的电势差的绝对值，因此Q从c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c点的动能小于在a点的动能，即有

6、vavcvb，C选项错误，D选项正确超重点突破4电场能的性质的理解1.电势高低的四种判断方法(1)依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低.(2)依据电场力做功：根据UAB，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低.(3)电荷的正负：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低.(4)依据电势能的高低：正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低.2.电势能高低的四种判断方法(1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大.(2)电荷电势法：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方

7、电势能大.(3)公式法：由Epq，将q、的大小、正负号一起代入公式进行判断.(4)能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大.【例4】(2019陕西西安长安区高三理科综合)空间存在一静电场，场强方向与x轴平行，电场中的电势随x的变化规律如图所示下列说法正确的是()Ax4 m处电场强度可能为零Bx4 m处电场方向一定沿x轴正方向C电荷量为e的负电荷沿x轴从O点移动到x6 m处，电势能增大8 eVD沿x轴正方向，电场强度先增大后减小【答案】：BC【解析】： x图象的斜率表示电场强度，则知x4 m处的电场强度不为零，故A错误；从0到x

8、6 m处电势不断降低，则x4 m处的电场方向一定沿x轴正方向，故B正确；某负电荷沿x轴正方向移动，沿x轴正方向电势降低，负电荷在电势低的地方电势能大，所以电势能增大，从0到x6 m处电势降低了8 V，则电势能增大了8 eV，故C正确；由斜率看出，从0到6 m，图象的斜率先减小后增大，则电场强度沿x轴先减小后增大，故D错误【针对训练4】(2019苏北三市联考)如图所示，金属板带有等量异种电荷，板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示，已知该平面内P、O的连线为等势线，且与电场线上两点M、N的连线垂直。一带电油滴在O点处于静止状态。则()A若将油滴置于P处，仍能静止 B若将油滴从M处释放，将沿电场

9、线运动至N处CM点的电势一定比N点的高 D油滴在M点的电势能一定比在N点的小【答案】D【解析】由题可知，带电油滴在O点处于静止状态，说明在O点的电场力与重力相等，由电场线的分布可知，P点的电场强度大于O点电场强度，即EPEO，则在P点的电场力大于重力，则油滴不会处于静止状态，故选项A错误；带电油滴受到重力和电场力的作用，由于电场的方向为电场线的切线方向，可知二者的合力的方向时刻在变化，其合力的方向不沿着电场线，根据曲线运动条件可知，油滴也不会沿电场线运动到N处，故选项B错误；根据电场线的性质，可知沿着电场线电势降低，由于电场线的方向未知，故M、N点电势高低也是未知的，故选项C错误；若油滴带负电

10、，则上极板带正电，则MN，则根据电势能公式Epq可知：EPMEPN；若油滴带正电，则上极板带负电，则MN，同理可知：EPM0，q0，则W0，即电场力做负功，电势能增加，A处电势能小于C处电势能，故A错误；等差等势面的疏密反映电场强度的大小，则知A处场强小于B处场强，故B错误；带电粒子从A运动到B的过程中，电场力做负功，动能减小，故C错误；由题图知，AC间电势差等于AB间的电势差，根据WUq知，带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力所做的功，故D正确【针对训练5】(2019陕西宝鸡市高考模拟检测(二)真空中有一带负电的电荷q绕固定的点电荷Q运动，其运动轨迹为椭圆，如图所示已知a、b、c

11、、d为椭圆的四个顶点，Q处在椭圆的一个焦点上，则下列说法正确的是()AQ产生的电场中a、c两点的电场强度相同 B负电荷q在b点的速度大于在d点的速度C负电荷q在b点电势能大于d点电势能 D负电荷q在运动过程中电场力始终不做功【答案】B【解析】a、c为椭圆的两个顶点，则a、c两点到Q的距离相等，由点电荷的场强公式：E可知，两点的电场强度大小相等，因两点的电场强度方向不同，故A错误；负电荷q由b运动到d的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以负电荷q在b点的速度大于d点速度，故B正确，C错误；负电荷q由a经d运动到c的过程中，电场力先做负功再做正功，故D错误五、固成果，提能力1关于静电场

12、的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】：B【解析】：在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场方向总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，按D选项移动负的试探电荷时，电场力做负功，选项D错误2.(多选)如图所示，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

13、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【答案】AB【解析】带电油滴在电场中受重力、电场力作用，据其轨迹的对称性可知，电场力方向竖直向上，且电场力大于重力，电场力先做负功后做正功。则电场强度方向向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴在P点的速度最小，选项B正确；油滴在P点的电势能最大，选项C错误；油滴运动的加速度大小不变，选项D错误。3.(2019甘肃天水高三上学期第三次月考)如图(a)所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位

14、置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示以下说法正确的是()A电子在A、B两点的速度vAvB BA、B两点的电势 ABC电子在A、B两点的电势能EpAEpB DA、B两点的电场强度 EAEB【答案】：D【解析】：由图(b)可知，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从A到B，在移动过程中，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，而电子的电势能增大，即有vAvB，EpAEpB，故A、C错误；电场线的方向从A到B，则A、B两点的电势AB，故B错误； x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识可知，图象的斜率逐渐减小，则从点A到点B场强逐渐减小，则有EAEB，故D正确4. (多选)(2019重庆市第

15、三次调研抽测)某种静电除尘器中的电场线如图中虚线所示K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d.B点是AK连线的中点在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是()AA、K之间电场强度的大小为 B电子到达A时动能等于eUC由K到A电子电势能增大了eU DB、K之间的电势差小于A、B之间的电势差【答案】BD【解析】A、K之间建立的是非匀强电场，公式UEd不适用，故A错误；根据动能定理得：Ek0eU，得电子到达A极板时的动能EkeU，故B正确；电场力做正功，动能增大，电势能减小eU，故C错误；B、K之间的场强小于A、B之间的场强，根据Ud可知，B、K之

16、间的电势差小于A、B之间的电势差，故D正确5. (2019东北三省四市教研联合体模拟)如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷Q，坐标轴上有A、B、C三点，OAOBBCa，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是()A点电荷Q位于O点 BO点电势比A点电势高CC点的电场强度大小为 D将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小【答案】C【解析】因A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，故A、B到点电荷的距离相等，O、C到点电荷的距离也相等，则点电荷位置如图所示，由图可知A错误；因点电荷带正电，故离点电荷越近电势越高，O点电势比A点低，故B错误；由题图可知点电荷与C点的距