高考物理二轮压轴突破专题3第6讲电场中常考的3个问题(选择题)教案

第6讲电场中常考的3个问题(选择题)主要题型：选择题难度品位：低档难度．是电学部分的基础考题．环绕电场中的电场强度、电势φ、电场力、电EF势能Ep、电场力的功W及相应规律，做简单的剖析、计算．,高考热门1．库仑定律表达式：F＝________，式中k表示静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C2.合用条件：真空中的________．2．电场强度、电势、电势差、电势能的差别与联系电场强度电势电势差电势能描绘电荷在电场描绘电场的力的描绘电场的能的描绘电场力做功意义中的能量、电荷性质性质的本事做功的本事定义E＝____φ＝____(Ep为UAB＝____Ep＝φq电荷的电势能)矢量：方向为放标量，有正负，在电场中的正电标量，只有正负，矢标性荷的________方正负只表示电势标量，有正负正负只表示大小的________向电势由电场自己由电场自己的两由电荷量和该点场强由电场自己决定，与尝试电点间差别决定，电势二者决定，决定要素决定，与尝试电荷没关，其大小与尝试电荷无与参照点选用有荷没关与参照点的选用关，与参照点选关相关取没关带电粒子的运动加快①匀强电场中，v0与E平行时，可用牛顿第二定律和运动学公式求解，基本方程：UEq＝ma，E＝d，22v2－v1＝2ax.②非匀强电场中，用动能定理求解，其方程式为1212qU＝2mv－2mv0.偏转①办理方法：用运动的合成和分解的思想办理，即沿v0方向与场强E平行的匀速直线运动和垂直于v0方向的匀加快直线运动．②偏转规律：偏转位移：y＝qUx2qUL22x＝L,Ｆy＝22mdv00mdv偏转角：tanφ＝vyqUxφ＝qULv＝2x＝L,Ｆtan2.,0mdvmdv00状元微博名师点睛1．重视物理学的科学研究方法本部分内容的主要研究方法有：理想化模型．如点电荷、电场线、等势面；比值定义法．电场强度、电势的定义方法是定义物理量的一种重要方法；类比的方法．电场和重力场的类比；静电力和重力的类比；带电粒子在电场中的运动和平抛运动的类比．2．静电力做功的求解方法由功的定义W＝Fl求；(2)利用结论“静电力做功等于电荷电势能增量的负值”来求，即W＝－E；(3)利用WAB＝qUAB求．3．研究带电粒子在电场中的曲线运动时，采纳运动合成与分解的思想方法．讲堂笔录常考问题18依据电场线或等势面比较电场强度和电势的大小图6－1【例

1】

(2012·福建理综，

15)如图

6－1所示，在点电荷

Q产生的电场中，将两个带正电的尝试电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线．取无量远处为零电势点，若将q1、q2挪动到无量远的过程中外力战胜电场力做的功相等，则以下说法正确的选项是( )．A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能分析因为电场力做负功，所以Q应带负电荷，由负点电荷产生电场的电场线的散布规律可判断出>，故A项错误；由＝2，不相等，所以E≠E，B项错误；由＝A→∞φφ、BAQABAWB→∞A→∞＝B→∞，A<B<0，所以1>1，即1<2，故C项正确；因为战胜电场φB＝W，因为φqq2WWφq1q2q力做功相等，且无量远处电势能为零，所以q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，故D项错误．答案C图6－2电场线散布如图6－2所示，电场中a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φ，则()．bA．Ea>Eb，φa>φbB．Ea>Eb，φa<φbC．E<E，φ>φbD．E<E，φ<φ,abaabab方法锦囊场强、电势的比较方法电场强度①依据电场线的疏密程度判断，电场线越密，场强越大；②依据等差等势面的疏密程度判断，等差等势面越密，场强越大；qE③依据a＝m，a越大，场强越大．电势①沿电场线方向电势降低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且电场线垂直于等势面；②依据UAB＝φA－φB，比较正负，判断φA、φB的大小讲堂笔录常考问题19由带电粒子的轨迹判断电势、加快度、电场力做功及电势能的变化状况图6－3【例2】如图6－3所示，实线是某一电场中的电场线，虚线是一个负电荷只在电场力作用下在这个电场中的运动轨迹，

若电荷是从

a处运动到

b处，则以下判断正确的选项是

(

)．A．电荷从

a运动到

b加快度减小

B．b处电势能大C．电荷在

b处速度小

D．b处电势高思想点拨轨迹偏转方向―→粒子所受电场力方向粒子带电性受力剖析Ｆ场强方向?判断选项电场线疏密―→场强盛小―→加快度大小电场线与电势的关系―→电势高低图6－4(2012·宝鸡市高三模拟)如图6－4所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于P、Q两点，O点是它们连线的中点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA＝OC，以下说法正确的选项是( )．A．A点的电场场强必定大于B点的电场强度B．C点的电势低于B点的电势C．同一点电荷在A、C两点受电场力大小同样D．同一负电荷在B点的电势能小于其在C点的电势能,以题说法这种问题一般综合性较强，波及“牛顿运动定律、功和能”的知识剖析(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始地点的切线)与“力线”(在初始地点电场线的切线方向)，从二者的夹角状况电荷做曲线运动的情形剖析．“三不知时要假定”——电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，是题目中互相限制的三个方面.若已知此中的任一个，可按序向下剖析判断各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假定法”分别议论各样状况．有时各样情形的议论结果是归一的．(3)一般为定性剖析，有时波及简单计算．常考问题20带电粒子在电场中运动状况分析图6－5【例3】(2012·天津理综，5)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图6－5中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞翔，最后走开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( )．A．做直线运动，电势能先变小后变大B．做直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小分析

带负电的粒子以速度

v进入电场后，电场力的方向与

v的方向不在一条直线上，故带负电的粒子做曲线运动，

先由低电势面运动到高电势面，

而后由高电势面运动到低电势面，所以电势能先减小后增大，选项

C正确，选项

A、B、D错误．答案

C图6－6如图6－6所示，一个质量为m、带正电荷量为q的尘粒以竖直向上的初速度v0在平行板电容器P、Q两极板正中间的A点进入场强为E的匀强电场中，恰巧垂直于Q板打在B点，且AC＝BC，则以下说法正确的选项是( )．A．P板电势高于Q板的电势B．尘粒打在B点时速度是2v0C．尘粒打在B点时速度是v02D．、两板间的电势差是mv0PQq,小题大做解答带电粒子在电场中的运动问题应注意：正确受从而判断带电粒假如来去运动还要抓住粒力剖析―→子的运动性质和―→子运动的周期性、对称性.运动轨迹要抓住重点的两个看法：①动力学看法——包含牛顿运动定律和运动学规律．②能量看法——包含动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律．讲堂笔录技法1反证例举法【技法阐释】有些选择题的选项中，带有“可能”、“能够”等不确立词语，只需能举出一个特别例子证明它正确，就能够必定这个选项是正确的；有些选择题的选项中，带有“一定”、“不行能”等必定的词语，只需能举出一个反例驳斥这个选项，就能够清除这个选项．【高考旁证】(2011·海南卷)对于静电场，以下说法正确的选项是( )．A．电势等于零的物体必定不带电B．电场强度为零的点，电势必定为零C．同一电场线上的各点，电势必定相等D．负电荷沿电场线方向挪动时，电势能必定增添技法2对称剖析法【技法阐释】对称状况存在于各样物理现象和物理规律中，应用这种对称性能够帮助我们直接抓住问题的实质，防止复杂的数学演算和推导，迅速解题．图6－7【高考旁证】(2011·重庆卷)如图6－7所示，电荷量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的极点，正方体范围内电场强度为零的点有( )．A．体中心、各面中心和各边中点B．体中心和各边中点C．各面中心和各边中点D．体中心和各面中心技法3极限思想法【技法阐释】物理中表现极限思想的常有方法有极限法、微元法等．极限法是把某个物理量推向极端，从而做出科学的推理剖析，给出判断或导出一般结论．该方法一般合用于题干中所波及的物理量随条件单一变化的状况．微元法将研究过程或研究对象分解为众多渺小的“微元”，只需剖析这些“微元”，进行必需的数学方法或物理方法办理，即可将问题解决．极限思想法在进行某些物理过程剖析时，拥有独到作用，使问题化难为易，化繁为简，收到事半功倍的成效．【高考旁证】(2012·安徽理综，20)如图6－8所示，半径为R的平均带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上随意一点P(坐标为x)的电场强度能够由库仑定律和电场强x1－1，方向沿x轴．现考虑单位面积带电量为σ0度的叠加原理求出：E＝2πkσR2＋x2）2的无穷大平均带电平板，从此中间挖去一半径为r的圆板，如图6－9所示．则圆孔轴线上随意一点Q(坐标为x)的电场强度为( )．图6－8图6－9A．2πkσ0xr1B．2πkσ01（r2＋x2）2（r2＋x2）2xrC．2πkσ0rD．2πkσ0x分析采纳极限思想法联合填补法．依据半径为R的平均带电圆形平板在P点的电场强1－x1，可推知当带电圆板无穷大时(即当R→∞)的电场强度E′＝度E＝2πkσR2＋x2）22πkσ，对于无穷大带电平板，挖去一半径为r的圆板的电场强度，可利用填补法，马上挖去的圆板填补进去，这时Q点的电场强度EQ＝2πkσ0.，则挖去圆板后的电场强度EQ′＝21－xx1＝2πkσ0πkσ0－2πkσ0，应选项A正确，选项B、C、D错误．221（r＋x）2（r2＋x2）2答案A图6－101．如图

6－10所示是某电场中的一条电场线，一电子从

a点由静止开释，它将沿电场线向

b点运动．以下相关该电场状况的判断正确的选项是

(

)．A．该电场必定是匀强电场B．场强

Ea必定小于

EbC．电子拥有的电势能Epa必定大于EpbD．电势φa<φb图6－112．真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图6－11所示，分别标志为1、2、3、4、5，且1、2和5、4分别对于3对称．以电场线3上的某点为圆心画一个圆，圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e，则以下说法正确的选项是( )．A．电场强度Ea>EcB．电势φb>φdC．将一正电荷由a点移到d点，电场力做正功D．将一负电荷由b点移到e点，电势能增大3．(2012·海南单科，9)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示．以下说法正确的选项是( )．A．保持U不变，将d变成本来的两倍，则E变成本来的一半B．保持E不变，将d变成本来的一半，则U变成本来的两倍C．保持d不变，将Q变成本来的两倍，则U变成本来的一半D．保持d不变，将Q变成本来的一半，则E变成本来的一半图6－124．(2012·山东理综，19)如图6－12中虚线为一组间距相等的齐心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以必定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子( )．A．带负电B．在c点受力最大C．在

b点的电势能大于在

c点的电势能D．由

a点到

b点的动能变化大于由

b点到

c点的动能变化5．(2012·重庆理综，

20)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，

此中

P点处为正电荷，P、Q两点邻近电场的等势面散布如图

6－13所示，a、b、c、d为电场中的

4个点，则(

)．图6－13A．P、Q两点处的电荷等量同种B．a点和

b点的电场强度同样C．c点的电势低于

d点的电势D．负电荷从

a到

c，电势能减少答案：【高考必备】q1q21．(1)kr2(2)点电荷FEpW2.qAB受力高低qq【常考问题】展望1C[电场线的疏密表示电场强度的大小，故Ea<Eb，所以A、B错误．沿着电场线方向电势降低，所以C正确、D错误．]【例2】BC[b处电场线比a处密集，则b处电场强度大于a处电场强度，故电荷在b处加快度大，A选项错；电荷做曲线运动，轨迹向合外力的方向曲折，又电荷带负电，所以电场线从疏指向密，φ>φ，D错；负电荷从a运动到b过程中，电场力对其做负功，电ab势能增添，B正确；由能量守恒可知，电荷电势能增添，则动能减小，C选项正确．]展望2BCD[由场强的叠加知中垂线上电场线的方向，B―→A―→O，C―→O，又点电荷的场强＝kQO＝0，∞＝0，所以从O点向上，场强先增大后减小，而、B间距离未2，而ErEEA知，所以A、B场强盛小没法确立，而A、C两点场强盛小相等，所以A项错误、C项正确、沿电场线方向，电势愈来愈低，知B、D项均正确．]展望3ACD[因为带正电荷量为q的尘粒进入匀强电场后做曲线运动，在电场力的作用下打在B点，所以可知P板电势高，A正确．带电尘粒进入匀强电场后的曲线运动可视为竖直上抛运动与水平方向初速度为零的匀加快直线运动的合运动，且分运动拥有等时性．因为“恰巧垂直于Q板打在B点”，所以竖直上抛运动的末速度为零，尘粒由A到B所用时间t＝v0＝，所以尘粒遇到的重力与电场力大小相等，即＝.尘粒打在B点时的.又因gACBCmgEq速度为：Eqt＝mgtgt＝0，C正确、B错误．研究尘粒由A到B的过程，依据动能定B＝＝vmmvqU22mgv0、Q两板间的电势差为＝mv0理有－＝0，解得，D正确．]22gPUq技法1高考旁证D[带电物体的电势能够为零，比方接地的导体，能够带电，取大地电势为零，则此导体的电势为零，A错；电场强度和电势没有必定的联系，场强为零的地方，电势能够为零，也能够不为零，如两正点电荷连线中点处的场强为零，但电势不为零，B错；顺着电场线的方向，电势降低，C错；负电荷沿电场线方向挪动，则电场力做负功，电势能一定增添，D对．答案为D.]技法2高考旁证D[由等量同种电荷或等量异种电荷的场强对称散布可推测，对正方体的上表面中心，上表面的四个电荷分红两组产生的场强都是零，下表面的四个电荷分红两组产生的场强等大反向，所以正方体的上表面中心处的合场强为零，同理全部各面中心处的合场强都为零；在体中心，能够将八个电荷分红四组，产生的合场强为零；而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零．]【随堂操练】1．CD[仅由一条电场线没法判断电场的状况及各点场强的大小，

A、B

错；电子从

a点由静止开释，仅在电场力作用下运动到

b点，电场力做正功，电子的电势能减小，

C对；由题意知电场力方向由

a向

b，说明电场线方向由

b向a，b点电势高，

a点电势低，

D对．]2．AD[电场强度的大小瞧电场线的疏密，所以

Ea>Ec，A项正确；

b、d两点电势相等，B项错误；将一正电荷由

a点移到

d点，电场力做负功，

C项错误；将一负电荷由

b点移到e点，电场力做负功，电势能增大．

]U3．AD

[由

E＝d知，当

U不变