专题09电场的两大性质-2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍(原卷版)

1、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I, 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 ab= 5 cm, bc= 3 cm, ca = 4 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（）c Aa F 二 r f）A.a、b的电荷同号,16B.a、b的电荷异号,169C.a、b的电荷同

2、号,6427D.a、b的电荷异号,6427【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,OA=OB,都用长L的丝线悬挂在 。点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为2,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【典例分析3】（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 Qi、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

3、知匀强电场的电场强度大小为 巳 两点电荷到A的距离 分别为ri、 则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为（ ）1BEC. 2ED . 4E【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： |确定研究对象I 可相

4、据问题需要选用“整体法”或“隔离点二受力分析卜一办了电场力（尸=与处或口£）I +I列平衡方程 1产4=口或凡=0、go/ i4.对称法求电场强度研究对象; 给定电岳:兜的金星 法码场当棒 有和电性梆 .究察定关时 所现给相定根据对称模型 和与祥松加库 理，分析为断 电场中备点场 值与电势的对 称分密.规律根据各问沌各 迄项嶷出的公 体蜃求,判断 带电粒子的空 力林氤.求斛 相关问期L孤立点电荷：以点电荷为球心的球讨新4萼量引钟点电荷:关于两人电睛连盘M价，关于连援的 中垂面对群I无野大带电平版：以平板电面.而前叔电扬具有对称性【突破训练】1 . （2019福建省泉州市一模）（多选）

5、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，。为三角形的中心，a、b、c分别为三边的中点，d是。关于a的对称点。已知A带负电，B、C均带正电,则（）A .。点电场强度为零B. b、c两点电场强度大小相等C.电子在d点的电势能比在 O点的小D.质子从b点移到。点，电场力做正功q,固定在如图所示的四个顶点上，任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8 . 6kq9L2C.任意两棱中点间的电势差都为零D. a、b、

6、c三点为侧面棱中点，则a、b、c所在的平面为等势面1 ,3 .（2019山东济宁二模）如图所不，一个绝缘圆环，当它的4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均匀带电一2q,则圆心。处电场强度的大小和方向为（）t）A. 2>/2e,方向由O指向DB. 4E,方向由。指向DC. 2E,方向由。指向BD. 0题型二 根据电场中的 熏、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”一一画出 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）

7、三不知时要假设”一一电荷的正负、场强的方向（或等势面电势的高低 卜电荷运动的方向，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【典例分析2】（2019山东淄博三模）如图所示，实线为两个点电荷Qi、Q2产生的电场的电场线，虚线为

8、电子从A点运动到B点的运动轨迹，则下列判断正确的是（）A. A点的场强小于 B点的场强B. Qi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【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？ F = qE越大？ a=qE越大。m判断加速或减

9、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判断。根据E=kQ结合矢量合成进行判断或计算。 r（2）电势根据沿电场线方向电势逐渐降低进行判断。根据旦进行判断或计算。 q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。电势能根据Ep=（H进行判断或计算。注意判断或计算时Ep、6 q均带正、负号，且 Ep、4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Wab=- AEpo根据能量

10、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AEk=- AEpo【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0。下列说法中正确的有（）A . A、B两点的电场强度方向相同B. B、D两点的电势相同C.质子由C点沿C-O-A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B-C-D路径移至D点，电势能先增大后减小2.（201

11、9甘肃武威二模）如图所示，虚线 a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）A .三个等势面中，a的电势最高B.带电质点在P点具有的电势能比在 Q点具有的电势能大C.带电质点通过 P点时的动能比通过 Q点时大D .带电质点通过 P点时的加速度比通过 Q点时大3. （2019河北唐山一模）如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，。点为其连线与中垂线的交点，从中垂线上P点处释放一个负粒子，仅在电场力作用下由静止开始运动，下列说法中正确的是（）+0+VA.粒子将

12、沿PO方向做直线运动B.从P到。的过程中，加速度一定减小C.整个运动过程中，粒子在 。点时电势能最小D.整个运动过程中，粒子的电势能一直增加题型三 匀强电场电势差与场强的关系 -电势均匀分布问题【典例分析1（2017全国卷m, 21）匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图3所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是()A.电场强度的大小为 2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为 1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点，电场力做功为 9 eV【提分秘籍】1 .E= ?在匀强电场中的理解及应用 dUAB=Ed,

13、d为A、B两点沿电场方向的距离。沿电场强度方向电势降落得最快。在同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。2 .在匀强电场中由公式 U=Ed得出的 式、二结论”U W电 (1) /式"：E = d=,其中d是沿电场线方向上两点间的距离。(2)二结论”结论1:匀强电场中的任一线段 AB的中点C的电势料=处2少B,如图甲所示。结论2:匀强电场中若两线段 AB/CD,且AB=CD,则Uab= Ucd(或 忸一妒=gM)，如图乙所示。乙【突破训练】1.（2019河南名校联盟五调）（多选）如图所示，在匀强电场中有一直角三角形 ABC, ZC=90°, /A= 30&

14、#176;, BC 边长2 cm。电场强度的方向与三角形 ABC平面平行。一电子从 A点移到C点电场力做功为15 eV,从B点移到C点电场力做功为5 eV。则（）A. A、B两点间的电势差 Uab为10 V B.电场强度的方向由 A点指向C点C.电场强度的大小为 500 V/mD. 一电子从B点移到AC的中点，电势能增加 2.5 eV2.（2019四川省树德中学二诊）如图所示，在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆，AB是一条直径，空间有与水平面平行的匀强电场，场强大小为E。在圆上A点有一发射器，以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+ q的小球，小球会经过圆周上不同的点，在这些点中，以过

15、 C点的小球动能最大，且 A、C两点间的距离为 43r。忽略小球间的相互作用，下列说法正确的是（）A .电场的方向与 AB间的夹角为30°B.电场的方向与 AB间的夹角为60°EkB=Ek0 + V3qERC.若A点的电势飙=0,则C点的电势M= 1.5ERD.若在A点以初动能Ek0发射小球，则小球经过B点时的动能处于该电场中的直角三角形 ABC直角边3.（2019广东珠海一模）（多选）如图，空间有平行于纸面的匀强电场,BC = 20 cm, / A=60°, AD是/ A的角平分线。若在直角顶点B处有一个射线源，能朝空间各方向射出动能为1000 eV的电子，则能

16、在顶点 A和C分别探测到动能为 1100 eV和900 eV的电子，本题中运动的电子仅需考虑受匀强电场的电场力，则（ ）A . AB间的电势差 Uab=100 VB.该匀强电场的场强 E= 1000 V/mC.电场强度的方向沿 A指向DD.整个三角形内，顶点 C的电势最高题型四静电场的图像问题【题型解码】 在图象问题中，一般从图象的熏、线、面、斜”四个方向理解.力一x图象中斜率表示场强； E x图象中面积表示电势差.【典例分析1】（2019福建泉州模拟）在坐标一X0到X0之间有一静电场，x轴上各点的电势 4随坐标x的变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从一 x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿

17、x轴正向穿过该电场区域.则该质子（）A .在x00区间一直做加速运动C.在一 xO0区间电势能一直减小B.在0x0区间受到的电场力一直减小D.在一x00区间电势能一直增加【典例分析2】.（2019河北张家口一模）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能 Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0x2段是关于直线 x=x1对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法正确的是（）A. xi处电场强度最小，但不为零B.粒子在0X2段做匀变速运动，X2X3段做匀速直线运动C.在0、XI、X2、X3处电势较、机 陀、依的关系为假 假=妆 6D. X2X3段的电场强度大小、方向均不变【典例分析3】（

18、2019安徽蚌埠高三二模）（多选）电场中有一条电场线与 X轴重合，X轴上各点的电场强度与 位置的关系如图所示，一质子只在电场力作用下自坐标原点由静止释放沿X轴正方向运动，已知 Oa=ab=bc=d, b点电势（f）b=0o则下列结论正确的是 （）A .质子沿X轴做匀速直线运动B.质子在a、c两点的电势能相等C.质子在a、b、c三点的动能之比为 2： 3： 4 D.坐标原点。的电势为1.5Eod【提分秘籍】几种常见图象的特点及规律v -t图象根据v -t图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电场 的方向、电势高低及电势能变化(f) -X图象（1）电场强度的大小等于4 -X

19、图线的斜率大小，电场强度为零处，4 -X图线存在极值，其切线的斜率为零；（2）在。-X图象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;在（f） -x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB=qUAB,进而分析 WAB的正负，然后做出判断E-x图象（1）反映了电场强度随位移变化的规律；（2）E>0表小场强沿x轴正方向，E< 0表小场强沿x轴负方向；（3）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，两点的电势高低根据电场方向判定Ep-x图象（1）反映了电势能随位移变化的规律；（2）图线的切线斜率大小等于电场力大小；（3）进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况【突破训练】1 .（多选）（2019安徽黄山模拟）光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷， 它们连线的中垂线上有 A、B、C三点， 如图甲所示.一质量m= 1 g的带正电小物块由 A点静止释放，并以此时为计时起点， 沿光滑水平面经过 B、 C两点（图中未画出），其运动过程的vt图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大， 根据图线可以 确定（）甲乙A.中垂线上B点电场强度最大B. A、B两点之间的位移大小C. B点是连线中点，C与A点必在连线两侧D. Ubc>Uab2.（2019广东深圳