1、第6讲电场中常考的3个问题(选择题)主要题型：选择题难度档次：低档难度是电学部分的基础考题围绕电场中的电场强度E、电势、电场力F、电势能Ep、电场力的功W及相应规律，做简单的分析、计算,高考热点1库仑定律(1)表达式：F_，式中k表示静电力常量，k9.0109 Nm2/C2.(2)适用条件：真空中的_2电场强度、电势、电势差、电势能的区别与联系电场强度电势电势差电势能意义描述电场的力的性质描述电场的能的性质描述电场力做功的本领描述电荷在电场中的能量、电荷做功的本领定义E_(Ep为电荷的电势能)UAB_Epq矢标性矢量：方向为放在电场中的正电荷的_方向标量，只有正负，正负只表示大小标量，有正负，
2、正负只表示电势的_标量，有正负决定因素场强由电场本身决定，与试探电荷无关电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关由电场本身的两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点选取无关由电荷量和该点电势二者决定，与参考点选取有关3.带电粒子的运动(1)加速匀强电场中，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：Eqma，E，vv2ax.非匀强电场中，用动能定理求解，其方程式为qUmv2mv.(2)偏转处理方法：用运动的合成和分解的思想处理，即沿v0方向与场强E平行的匀速直线运动和垂直于v0方向的匀加速直线运动偏转规律：偏转位移：yxL,y偏转角：tan xL,tan .
3、,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：(1)理想化模型如点电荷、电场线、等势面；(2)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；(3)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(1)由功的定义WFl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WE；(3)利用WABqUAB求3研究带电粒子在电场中的曲线运动时，采用运动合成与分解的思想方法课堂笔记常考问题18 根据电场线或等势面比较电场强度和电势的大小图61【例1】 (2012福建理综，15)如图61所示，
4、在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()AA点电势大于B点电势BA、B两点的电场强度相等Cq1的电荷量小于q2的电荷量Dq1在A点的电势能小于q2在B点的电势能解析由于电场力做负功，所以Q应带负电荷，由负点电荷产生电场的电场线的分布规律可判断出BA，故A项错误；由Ek，r不相等，所以EAEB，B项错误；由A、B，因为WAWB，AB，即q1Eb，ab BEaEb，abCEab DEaEb，ab,方法锦囊场强、电势的比较方法(1)电场强度根据电场线
5、的疏密程度判断，电场线越密，场强越大；根据等差等势面的疏密程度判断，等差等势面越密，场强越大；根据a，a越大，场强越大(2)电势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；根据UABAB，比较正负，判断A、B的大小课堂笔记常考问题19由带电粒子的轨迹判断电势、加速度、电场力做功及电势能的变化情况图63【例2】 如图63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，则以下判断正确的是()A电荷从a运动到b加速度减小Bb处电势能大C电荷在b处速度小Db处电势高思维点拨判断选项图64 (20
6、12宝鸡市高三模拟)如图64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OAOC，下列说法正确的是()AA点的电场场强一定大于B点的电场强度BC点的电势低于B点的电势C同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同D同一负电荷在B点的电势能小于其在C点的电势能,以题说法这类问题一般综合性较强，涉及“牛顿运动定律、功和能”的知识分析(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)，从二者的夹角情况电荷做曲线运动的情景分析(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或
7、等势面电势的高低、电荷运动的方向，是题目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”分别讨论各种情况有时各种情景的讨论结果是归一的(3)一般为定性分析，有时涉及简单计算常考问题20带电粒子在电场中运动情况分析图65【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65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行，最后离开电场，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
8、运动，电势能先变大后变小解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，然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66 如图66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，恰好垂直于Q板打在B点，且ACBC，则下列说法正确的是()AP板电势高于Q板的电势B尘粒打在B点时速度是2v0 C尘粒打在B点时速度是v0DP、Q两板间的电势差是,借题发挥解答带电粒子在电场中的运动问题应注意：(1
9、)(2)要抓住关键的两个观点：动力学观点包括牛顿运动定律和运动学规律能量观点包括动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律课堂笔记技法1反证例举法【技法阐释】有些选择题的选项中，带有“可能”、“可以”等不确定词语，只要能举出一个特殊例子证明它正确，就可以肯定这个选项是正确的；有些选择题的选项中，带有“一定”、“不可能”等肯定的词语，只要能举出一个反例驳倒这个选项，就可以排除这个选项【高考佐证】 (2011海南卷)关于静电场，下列说法正确的是()A电势等于零的物体一定不带电B电场强度为零的点，电势一定为零C同一电场线上的各点，电势一定相等D负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加技法2对称分析法【技
10、法阐释】对称情况存在于各种物理现象和物理规律中，应用这种对称性可以帮助我们直接抓住问题的实质，避免复杂的数学演算和推导，快速解题图67【高考佐证】 (2011重庆卷)如图67所示，电荷量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，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极限思维法【技法阐释】物理中体现极限思维的常见方法有极限法、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分析，给出判断或导出一般结论该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化的情况微元法将研究过程或研究对象分解为众多细小的“微元”，
11、只需分析这些“微元”，进行必要的数学方法或物理方法处理，便可将问题解决极限思维法在进行某些物理过程分析时，具有独特作用，使问题化难为易，化繁为简，收到事半功倍的效果【高考佐证】 (2012安徽理综，20)如图68所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为，其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E2k，方向沿x轴现考虑单位面积带电量为0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图69所示则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为()图68图69A2k0 B2k0C2k0 D2k0解析采用极限思维法结合填补法根据半径为R的均匀带电圆
12、形平板在P点的电场强度E2k，可推知当带电圆板无限大时(即当R)的电场强度E2k，对于无限大带电平板，挖去一半径为r的圆板的电场强度，可利用填补法，即将挖去的圆板填充进去，这时Q点的电场强度EQ2k0.，则挖去圆板后的电场强度EQ2k02k02k0，故选项A正确，选项B、C、D错误答案A图6101如图610所示是某电场中的一条电场线，一电子从a点由静止释放，它将沿电场线向b点运动下列有关该电场情况的判断正确的是()A该电场一定是匀强电场B场强Ea一定小于EbC电子具有的电势能Epa一定大于EpbD电势aEcB电势bdC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
13、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表示下列说法正确的是()A保持U不变，将d变为原来的两倍， 则E变为原来的一半B保持E不变，将d变为原来的一半， 则U变为原来的两倍C保持d不变，将Q变为原来的两倍， 则U变为原来的一半D保持d不变，将Q变为原来的一半， 则E变为原来的一半图6124(2012山东理综，19)如图612中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷一带电粒子以一定初速度射入电场，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
14、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，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图613所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则()图613AP、Q两点处的电荷等量同种Ba点和b点的电场强度相同Cc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】1(1)k(2)点电荷2.受力高低【常考问题】预测1 C电场线的疏密表示电场强度的大小，故Eab，D错；负电荷从a运动到b过程中，电场力对其做负功，电势能增加，B正确；由能量守恒可知，电荷电势能增加，则动能减小，C选项正
15、确预测2 BCD由场强的叠加知中垂线上电场线的方向，BAO，CO，又点电荷的场强E，而EO0，E0，所以从O点向上，场强先增大后减小，而A、B间距离未知，所以A、B场强大小无法确定，而A、C两点场强大小相等，所以A项错误、C项正确、沿电场线方向，电势越来越低，知B、D项均正确预测3 ACD由于带正电荷量为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，因此可知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速直线运动的合运动，且分运动具有等时性因为“恰好垂直于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.又因AC
16、BC，因此尘粒受到的重力与电场力大小相等，即mgEq.尘粒打在B点时的速度为：vBgtv0 ，C正确、B错误研究尘粒由A到B的过程，根据动能定理有0，解得P、Q两板间的电势差为U，D正确技法1高考佐证 D带电物体的电势可以为零，比如接地的导体，可以带电，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然的联系，场强为零的地方，电势可以为零，也可以不为零，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移动，则电场力做负功，电势能一定增加，D对答案为D.技法2高考佐证 D由等量同种电荷或等量异种电荷的场强对称分布可推断，对正
17、方体的上表面中心，上表面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下表面的四个电荷分成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，同理所有各面中心处的合场强都为零；在体中心，可以将八个电荷分成四组，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【随堂演练】1CD仅由一条电场线无法判断电场的情况及各点场强的大小，A、B错；电子从a点由静止释放，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2AD电场强度的大小看电场线的疏密，所以EaEc，A项正确；b、d两点电势相等，B项错
18、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3AD由E知，当U不变，d变为原来的两倍时，E变为原来的一半，A项正确；当E不变，d变为原来的一半时，U变为原来的一半，B项错误；当电容器中d不变时，C不变，由C知，当Q变为原来的两倍时，U变为原来的两倍，C项错误，；Q变为原来的一半，U变为原来的一半时，则E变为原来的一半，D项正确4CD由带电粒子进入正点电荷形成的电场中的运动轨迹可以看出两者相互排斥，故带电粒子带正电，选项A错误；根据库仑定律Fk可知，a、b、c三点中，粒子在a点时受力最大，选项B错误；带电粒子从b点到c点的过程中，电场力
19、做正功，电势能减小，故在b点的电势能大于在c点的电势能，选项C正确；由于虚线为等间距的同心圆，故UabUbc，所以WabWbc，根据动能定理，带电粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化，选项D正确5D在虚线和电场线的交点处，画出此位置的速度方向，再由轨迹的弯曲方向可判断出带正电的粒子受到的电场力方向由M指向N，负点电荷的位置在N点的右侧离负点电荷越近带正电的粒子受力越大，其加速度越大从a到b，电场力做正功，粒子的动能变大，电势能变小综上所述C、D正确由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直可得，P、Q两点应为等量的异种电荷，A错；a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B错；因P处为正电荷，因此c点的电势高于d点的电势，C错；因P处为正电荷，故Q处为负电荷，负电荷从靠负电荷Q较近的a点移到靠正电荷P较近的c点时，电场力做正功，电势能减小，D对