新高考物理二轮复习讲与练专题3.1 电场的性质（讲）（原卷版）

专题三电场和磁场（讲）知识结构考情分析近3年考情分析考点要求等级要求考题统计202220212020电场的性质Ⅱ2022·上海卷·T162022·山东卷·T32022·全国乙卷·T212022·重庆卷·T82022·海南卷·T92022·浙江1月卷·T102022·重庆卷·T22022·江苏卷·T92022·湖南卷·T22022·全国甲卷·T212022·全国乙卷·T192022·浙江6月卷·T92021·北京卷·T92021·全国乙卷·T202021·湖北卷·T112021·湖南卷·T92021·湖南卷·T42021·浙江省6月卷·T32021·浙江1月卷·T52021·全国乙卷·T152021·江苏卷·T102021·辽宁卷·T62021·重庆卷·T42021·广东卷·T62021·海南卷·T112021·湖北卷·T82021·全国甲卷·T192021·河北卷·T102021·山东卷·T62020·浙江1月卷·T132020·江苏卷·T92020·浙江7月卷·T62020·海南卷·T102020·全国=2\*ROMANII卷·T202020·山东卷·T102020·浙江7月卷·T82020·北京卷·T72020·全国=3\*ROMANIII卷·T212020·浙江1月卷·T7带电粒子在电场运动Ⅱ2022·北京卷·T182022·江苏卷·T152022·海南卷·T132022·辽宁卷·T142022·广东卷·T142021·福建卷·T152020·全国=1\*ROMANI卷·T252020·天津卷·T13磁场的性质Ⅱ2022·上海卷·T172022·上海卷·T152022·全国乙卷·T182022·北京卷·T112022·江苏卷·T32022·湖南卷·T32022·浙江1月卷·T32022·全国甲卷·T252022·重庆卷·T52022·北京卷·T142022·北京卷·T72022·海南卷·T72022·广东卷·T72022·全国甲卷·T182022·江苏卷·T132022·辽宁卷·T82022·浙江6月卷·T152021·浙江1月卷·T82021·全国甲卷·T162021·福建卷·T62021·重庆卷·T92021·广东卷·T52021·湖北卷·T92021·浙江省6月卷·T72021·浙江省6月卷·T152021·北京卷·T122021·全国乙卷·T162021·海南卷·T132020·浙江7月卷·T92020·浙江1月卷·T112020·全国=3\*ROMANIII卷·T142020·海南卷·T62020·全国=1\*ROMANI卷·T182020·全国=3\*ROMANIII卷·T182020·天津卷·T72020·全国=2\*ROMANII卷·T24带电粒子在复合场运动Ⅱ2022·浙江1月卷·T222022·山东卷·T172022·广东卷·T82022·浙江1月卷·T72022·湖南卷·T132022·北京卷·T202022·浙江6月卷·T222021·辽宁卷·T152021·河北卷·T142021·全国甲卷·T252021·北京卷·T182021·福建卷·T22021·山东卷·T172021·江苏卷·T152021·重庆卷·T142021·浙江省6月卷·T232021·天津卷·T132021·湖南卷·T132021·广东卷·T142021·浙江1月卷·T232020·北京卷·T192020·山东卷·T17思维导图3.1电场的性质一、考情分析近3年考情分析考点要求等级要求考题统计202220212020电场强度和库仑力作用下的平衡问题Ⅱ2022·上海卷·T162022·山东卷·T32022·全国乙卷·T212021·北京卷·T92021·全国乙卷·T202021·湖北卷·T112021·湖南卷·T92021·湖南卷·T42021·浙江省6月卷·T32020·浙江1月卷·T132020·江苏卷·T92020·浙江7月卷·T6电场线的理解和应用Ⅱ2022·重庆卷·T82022·海南卷·T92022·浙江1月卷·T102021·浙江1月卷·T52021·全国乙卷·T152021·江苏卷·T102021·辽宁卷·T62021·天津卷·T82020·海南卷·T102020·全国=2\*ROMANII卷·T202020·山东卷·T102020·浙江7月卷·T82020·北京卷·T7电场能的性质的理解Ⅱ2022·重庆卷·T22022·江苏卷·T92022·湖南卷·T22022·全国甲卷·T212022·全国乙卷·T192022·浙江6月卷·T92021·重庆卷·T42021·广东卷·T62021·海南卷·T112021·湖北卷·T82020·全国=3\*ROMANIII卷·T212020·浙江1月卷·T7电场中几种常见图象的特点及规律Ⅱ2021·全国甲卷·T192021·河北卷·T102021·山东卷·T6考情总结分析近年高考题可以看出，高考命题热点主要集中在场强的叠加、电场线和等势面的用途、电场力做功、电势能的变化、电势高低的判断、匀强电场中电势差与电场强度的关系、带电粒子在电场中的运动等。题型以选择题为主。应考策略2023年高考命题点会以电场线、等势线为背景，结合场强、电势、电势能等基本概念进行考查．备考中还要重视带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的相关知识在实际生产、生活中的应用，如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、示波器等．二、思维导图讲知识1．电场力的性质(1)电场强度的定义式：E＝eq\f(F,q).(2)真空中点电荷的电场强度公式：E＝eq\f(kQ,r2).(3)匀强电场的电场强度与电势差的关系式：E＝eq\f(U,d).2．电场能的性质(1)电势的定义式：φ＝eq\f(Ep,q).(2)电势差的定义式：UAB＝eq\f(WAB,q).(3)电势差与电势的关系式：UAB＝φA－φB.(4)电场力做功与电势能的关系式：WAB＝EpA－EpB.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．四、讲重点重点1电场强度和库仑力作用下的平衡问题电场强度1．电场强度的三个计算公式2.电场的叠加①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。②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.对称法求电场强度库仑力的平衡涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向.重点2电场线的理解和应用1.电场线的应用(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大.(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.(3)沿电场线方向电势逐渐降低.(4)电场线和等势面在相交处互相垂直.2.电场线与轨迹问题判断方法(1)“运动与力两线法”——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)，从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况.(2)“三不知时要用假设法”——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，若已知其中的任意一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用假设法分别讨论各种情况.重点3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＝eq\f(WAB,q)，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB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电势能大.(3)公式法：由Ep＝qφ，将q、φ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.重点4电场中几种常见图象的特点及规律v­t图象根据v­t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φ­x图象(1)电场强度的大小等于φ­x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ­x图线存在极值，其切线的斜率为零；(2)在φ­x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；(3)在φ­x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E­x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律；(2)E＞0表示场强沿x轴正方向，E＜0表示场强沿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Ep­x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重点1电场强度和库仑力作用下的平衡问题例1：（2023届·河南安阳市高三上学期开学考试）如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m的小球A、B，带异种电荷。有方向水平向右，大小为F的力作用在B上，当A、B间的距离为L时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左，大小为SKIPIF1<0F的力作用在A上，两小球仍能保持相对静止，则此时A、B间的距离为（）ASKIPIF1<0 B.L C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0训1：（2023届·河南创新发展联盟高三上学期开学考试）如图所示，SKIPIF1<0为边长为L的正方形，O点为正方形的中心，在A、C两处分别固定两个等量异种点电荷SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，竖直绝缘细杆固定在SKIPIF1<0处，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）套在杆上。现将小球从B点由静止释放，小球通过O点时的速度大小为v。静电力常量为k，小球与杆各处间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是（）A.小球在B处时受到的电场力大小为SKIPIF1<0B.小球通过O点时所受杆的弹力大小为SKIPIF1<0C.小球通过O点时受到的滑动摩擦力最大D.小球通过D点时的速度大小为SKIPIF1<0重点2电场线的理解和应用例2：（2023届·江苏中华中学高三上学期开学考试）静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件（如阴极射线示波管）中。如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，SKIPIF1<0分别是轨迹与等势线的交点。已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32eV，在B点的电势能为SKIPIF1<0，不计电子重力，下列说法正确的是（）A.电子一定是从A点运动到C点B.电子在经过等势线c时的动能为32eVC.B点的电场强度大于A点的D.电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同训2：（2023届·人大附中高三上学期开学考试）如图所示的实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。带电粒子在运动中只受电场力作用，某同学根据此图结合物理规律作出如下判断，其中正确的是（）A.可判断带电粒子所带电荷的符号 B.可判断带电粒子在a、b两点的受力方向C.可判断带电粒子在a、b两点的动能何处大 D.可判断带电粒子在a、b两点的电势能何处大重点3电场能的性质的理解例3：（2023届·安徽省卓越县中联盟高三上学期开学考试）类比是一种常用的思想方法，它通过“由此及彼”来帮助我们认知新事物。有人用地理学中的“等高线”来类比静电场中的“等势线”，并绘制了一座“小山峰”，反映点电荷电场在SKIPIF1<0平面内各点电势SKIPIF1<0关系的图像，如图所示。绘制该图时同样默认距点电荷无穷远处电势为零，则下列判断中正确的是（）A.该图像描述的是负点电荷的电场B.图中SKIPIF1<0点对应位置的场强比SKIPIF1<0点对应位置的场强大C.图中SKIPIF1<0点对应位置的场强方向沿SKIPIF1<0所在曲线的切线方向斜向下D.点电荷在SKIPIF1<0点所对应位置的电势能一定比在SKIPIF1<0点所对应位置的电势能大训3：（2023届·河北