1、高考导航热点考向满分指导高考导航热点考向满分指导第7讲 电场和磁场的基本性质高考导航热点考向满分指导1.(2015四川理综，6)如图1所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平。a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a()图1 A.从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B.从N到P的过程中，速率先增大后减小 C.从N到Q的过程中，电势能一直增加 D.从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量 高考导航热点考向满分指导解析 a从N点静止释放，过P点后到Q点速
2、度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与a速度方向夹角一直大于90，所以库仑力整个过程做负功。小球a从N到Q的过程中，库仑力增大，库仑力与重力的夹角减小，所以它们的合力一直增大，故A错误；带电小球a受力如图所示，在靠近N点的位置，合力与速度夹角小于90，在D点合力与速度夹角大于90，所以小球a从N到P的过程中，速率应先增大后减小，故B正确；从N到Q的过程中，库仑力一直做负功，所以电势能一直增加，故C正确；根据能量守恒可知，P到Q的过程中，动能的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和，故D错误。答案 BC 高考导航热点考向满分指导2.(2014新课标全国卷，15)关于通电直导线在匀
3、强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 高考导航热点考向满分指导解析 安培力的方向、磁感应强度的方向及电流的方向满足左手定则，所以安培力的方向既垂直于直导线，也垂直于磁场的方向，所以选项 B 正确、A 错误；当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力最大，当通电直导线与磁场方向平行时，安培力最小为零，故选项 C 错误；将直导线从中点折成直角，直导线在磁场中的有效长度可能变为原来的12，安培力的大小可能变为原来的一半(
4、而不是一定)，故选项 D 错误。答案 B 高考导航热点考向满分指导3.(2014新课标全国卷，19)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等电势面垂直 B.电场强度为零的地方，电势也为零 C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 高考导航热点考向满分指导解析 电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，故电场强度的方向与等势面垂直，选项A正确；场强为零的地方电势不一定为零，例如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零但是电势大于零，选项B错误；场强大小与电场线的疏密有关，而沿着电场线的方向电势是降低
5、的，故随电场强度的大小逐渐减小，电势不一定降低，选项C错误；任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致，而电场线的方向是电势降落最快的方向，选项D正确。答案 AD 高考导航热点考向满分指导4.(2014新课标全国卷，21)如图2所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN 的中点，M30。M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示，已知MN，PF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()图2 A.点电荷Q一定在MP的连线上 B.连接PF的线段一定在同一等势面上 C.将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 D.P大于M 高考导航热点考向满
6、分指导解析 作MNP的角平分线交MP于G，如图所示，则MGGN，又因MN，所以点电荷Q应放在G点，选项A正确；点电荷的等势面为球面，所以选项B错误；沿电场线的方向电势降低，所以PM，PN，故将正电荷从P点搬运到N点，电场力做正功，选项D正确，C错误。答案 AD 高考导航热点考向满分指导5.(2015新课标全国卷，14)如图3，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()图3 A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加
7、速运动 高考导航热点考向满分指导解析 两平行金属板水平放置时，带电微粒静止有mgqE，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45后，两板间电场强度方向逆时针旋转45，电场力方向也逆时针旋转45，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项D正确。答案 D 高考导航热点考向满分指导6.(2015新课标全国卷，15)如图4，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则()图4 A.直线a位于某一等势面内，MQ
8、B.直线c位于某一等势面内，MN C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功 高考导航热点考向满分指导解析 电子带负电荷，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，有WMNWMP0，而WMNqUMN，WMPqUMP，q0，所以有UMNUMP0，即MNP，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，有MQ，故A错误，B正确；电子由M点到Q点过程中，WMQq(MQ)0，电子由P点到Q点过程中，WPQq(PQ)0，故C、D错误。答案 B 高考导航热点考向满分指导主要题型：选择题和计算题，本讲以选择题为主 知识热点 1.(1
9、)电场强度、点电荷的场强，匀强电场中电势差与电场强度的关系，电场强度、电势(差)、电势能和电场线之间的关系。(2)带电粒子在匀强电场中的运动。2.(1)对磁场及安培定则的考查；(2)带电粒子在匀强磁场中的运动；(3)安培力的方向判断及大小计算等。物理方法(1)矢量运算法(平行四边形定则)(2)模型法(3)比值定义法(4)对称法(5)守恒法(6)补偿法 高考导航热点考向满分指导考向一 对电场性质的理解与应用核心知识 高考导航热点考向满分指导规律方法 由电场中的“点、线、面、迹”判断相关问题(1)由轨迹向合外力的方向弯曲，确定粒子所受电场力方向；(2)根据粒子电性判断电场线方向；(3)根据“沿电场
10、线方向电势降低”判断电势高低；(4)根据公式Epq(代入正负号)判断电势能大小；(5)根据电场力做功的正负判断电势能的变化或动能的变化；(6)根据电场线或等差等势面疏密判断加速度大小。高考导航热点考向满分指导1.(2015宁波市高三十校联考)一带电粒子仅在电场力作用下，从电场中的a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图5所示，可以判断该粒子()图5 A.在a点的加速度比b点大 B.在a点的电势能比b点小 C.在a点的电势比b点小 D.在a点的动能比b点小 高考导航热点考向满分指导解析 a点的电场线比b点电场线稀疏，故a点场强比b点场强小，粒子在a点的加速度比在b点时小，选项A
11、错误；做曲线运动的物体受到的合力指向曲线的内侧，从a点到b点，电场力做正功，电势能减小，故粒子在a点的电势能比在b点时大，选项B错误；沿电场线方向电势降低，故a点电势高于b点电势，选项C错误；电场力做正功，根据动能定理可知，粒子在a点的动能比在b点时小，选项D正确。答案 D 高考导航热点考向满分指导2.(2015江苏单科，8)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图6所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()图6 A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低 高考导航热点考向满分
12、指导解析 由题图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处电场线比d点处电场线密集，所以A、C正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点与b点位置比较知b点的电势高于a点的电势，故B错误；同理分析可得d点电势高于c点电势，故D正确。答案 ACD 高考导航热点考向满分指导3.(2015辽师大附中二模)如图7所示，一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中，且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点，其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点。若粒子在M点和P点的速率相等，则()图7 A.粒子在N点时的速率最大 B.UMNUNP C.粒子在N点时的加速度最大 D.粒子在M点时的电势能大于
13、其在N点时的电势能 高考导航热点考向满分指导解析 据带电粒子所受电场力指向运动轨迹的凹侧，再根据题图可知该粒子从 M 点到 N 点电场力做负功，从 N 点到 P 点电场力做正功，所以带电粒子的动能先减少后增加，则在 N 点的动能最小，速度也最小，A 错误；电势能先增加后减少，D 错误；据题意知，粒子在 M 点和 P 点速率相等，据动能定理有 qUMNmv2N2mv2M2 和 qUNPmv2P2 mv2N2，所以 UMNUNP，B 错误；在 N点的电场线密集，即粒子在 N 点所受的电场力较大，加速度也较大，C 正确。答案 C 高考导航热点考向满分指导4.如图8所示，在两等量异种点电荷连线上有c、
14、O、f三点，虚线M、L、K是分别过c、O、f三点的等差等势面，一不计重力的带负电粒子从a点射入电场，只在电场力作用下沿abcde运动，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是()图8 A.电势KLM B.场强EaEb C.a点与e点的场强大小相等，方向相同 D.粒子在c点的电势能大于在e点的电势能 高考导航热点考向满分指导解析 根据曲线运动的特点，轨迹向合外力的方向弯曲，可知粒子在c点受到向左的力，由于粒子带负电，可知c点的电场线方向向右，故正电荷在左边，可知选项A错误；等势面的疏密表示电场的强弱，故EaEb，选项B正确；a点与e点的场强大小相等，但方向不同，选项C错误；带负电粒子在较低等势面电
15、势能较大，c点电势低于e点电势，选项D正确。答案 BD 高考导航热点考向满分指导5.如图9所示，在一正三角形ABC的三个顶点处分别固定三个电荷量均为q的点电荷，a、b、c分别为三角形三边的中点，O点为三角形三条中线的交点。选无穷远处为零电势面，则下列说法中正确的是()图9 A.a点的电场强度为零、电势不为零 B.b、c两点的电场强度大小相等、方向相反 C.a、b、c三点的电场强度和电势均相同 D.O点的电场强度一定为零，电势一定不为零 高考导航热点考向满分指导解析 由于电场强度是矢量，根据矢量的叠加原理，三角形底边B、C两点的点电荷在a点的合场强为零，但三角形顶点A处的点电荷会在a处产生一个竖
16、直向下的场强，所以a点的电场强度不为零，由于三角形三个顶点的点电荷均为正点电荷，所以a、b、c、O点的电势均不为零，选项A错误；根据电场的叠加原理，三个点电荷在b点产生的场强方向沿Bb连线方向，在c点产生的场强方向沿Cc方向，所以在b、c两点处，三个点电荷所产生的场强大小相等方向不是相反的，选项B错误；由对称性可知，a、b、c三点的电场强度大小相等但方向不同，电势相同，选项C错误；根据矢量叠加原理和几何关系可知，B、C两处的点电荷产生的场强一定与A处点电荷产生的场强大小相等、方向相反，所以O处的合场强一定为零，电势一定不为零，选项D正确。答案 D 高考导航热点考向满分指导电场性质的判断思路 高
17、考导航热点考向满分指导考向二 与平行板电容器有关的电场问题核心知识 高考导航热点考向满分指导规律方法平行板电容器问题的分析思路(1)明确平行板电容器中的哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的以及怎样变化。(2)应用平行板电容器的决定式 C rS4kd分析电容器的电容的变化。(3)应用电容的定义式 CQU分析电容器带电量和两板间电压的变化情况。(4)应用 EUd分析电容两极板间电场强度的变化。高考导航热点考向满分指导1.平行板电容器与电动势为E的直流电源、电阻R、开关S连接成如图10所示的电路，电容器的下极板A接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态。断开开关S，若将下极板竖直向上移
18、动一小段距离，则()图10 A.油滴将竖直向上运动 B.P点的电势将降低 C.油滴的电势能将减少 D.电容器所带电荷量将增大 高考导航热点考向满分指导解析 断开开关前，油滴所受的电场力和重力平衡，故电场力方向向上，油滴带负电，断开开关后，电容器所带的电荷量 Q 不变，根据公式 CQU、C rS4kd和 UEd，得 E4kQrS，故两极板间距离的变化不会引起极板间场强的变化，所以电场力不变，油滴保持静止，选项 A、D 错误；根据 UEd，可知 P、A 间的电势差减小，由于 UPAP，故 P 点的电势减小，油滴带负电，根据EPqP 知，油滴的电势能增加，选项 B 正确，C 错误。答案 B 高考导航
19、热点考向满分指导2.(2015四川绵阳市二诊)静电计是在验电器基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间电势差大小。如图11，A、B是平行板电容器的两个金属板，A板固定，手握B板的绝缘柄，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计G指针张开一定角度。则()图11 A.保持S闭合，只将A、B两板靠近些，G指针张角变小 B.保持S闭合，只将变阻器滑动触头向左移动，G指针张角变大 C.断开S后，只将A、B两板分开些，G指针张角变小 D.断开S后，只在A、B两板间插入电介质，G指针张角变小 高考导航热点考向满分指导解析 保持开关闭合，电路稳定时电路中没有电流，则电容器两端的电势差等于电源的
20、电动势，故电容器两端的电势差不变，不论 A、B 两板靠近些，还是将变阻器滑动触头向左移动，则静电计指针张角不变，选项 A、B 错误；断开开关，电容器的带电荷量 Q 不变，将 A、B 两极板分开一些，则 d 增大，根据 C rS4kd，可知电容减小，而 Q 不变，根据 CQU，知电容器极板间电势差增大，静电计指针张角增大，选项 C 错误；断开开关，电容器带电荷量 Q 不变，在 A、B 插入一块电介质，则据 C rS4kd，可知电容增大，而 Q 不变，根据 CQU，知电容器极板间电势差减小，静电计指针张角减小，选项 D 正确。答案 D 高考导航热点考向满分指导3.如图12所示，平行板电容器的两个极
21、板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()图12 A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加 C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动 高考导航热点考向满分指导解析 带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖直向下；二是电场力FEq，方向垂直于极板向上。因二力均为恒力，已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B正确。答
22、案 BD 高考导航热点考向满分指导如何分析平行板电容器中带电体的运动问题？平行板电容器两极板间带电体的运动问题是典型的力电综合问题，要分别从力、电两个角度分析研究。(1)力学角度：电场力等影响了带电体的运动状态，这类问题需要对带电体进行运动状态(静止、加速或减速)分析和受力分析。如 1、3 题中的带电油滴，受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力，在上述两个力的作用下处于静止状态。(2)电学角度：平行板电容器的两极板间为匀强电场，由 EUd知，两极板间的电压 U 和两极板间的距离 d 决定了两极板间的电场强度 E。高考导航热点考向满分指导考向三 磁场的性质及磁场力作用下的运动核心知识 高考导航热点
23、考向满分指导规律方法1.掌握“两个磁场力”(1)安培力：FBIL(IB)(2)洛伦兹力：FqvB(vB)2.用准“两个定则”(1)对电流的磁场用安培定则。(2)对通电导线在磁场中所受的安培力和带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力用左手定则。3.画好“两个图形”(1)对安培力作用下的平衡、运动问题画好受力分析图。(2)对带电粒子的匀速圆周运动问题画好与圆有关的几何图形。(此内容第4讲已讲)高考导航热点考向满分指导1.分别置于a、b两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图13所示，a、b、c、d在一条直线上，且accbbd。已知c点的磁感应强度大小为B1，d点的磁感应强度大小为B2。
24、若将b处导线的电流切断，则()图13 高考导航热点考向满分指导A.c 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B1B2B.c 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B2B1C.c 点的磁感应强度大小变为 B1B2，d 点的磁感应强度大小变为12B1B2D.c 点的磁感应强度大小变为 B1B2，d 点的磁感应强度大小变为12B2B1高考导航热点考向满分指导解析 c 点的磁场是分别置于 a、b 两处的长直导线中电流产生的。由安培定则可知分别置于 a、b 两处的长直导线在 c 点产生的磁场方向相同，a、b 两处的长直导线在 c 点产生的磁场的磁感应强度大
25、小为B12。由对称性可知，b 处的长直导线在 d 点产生的磁场的磁感应强度大小为B12，方向向下。a 处的长直导线在 d 点产生的磁场的磁感应强度大小为B12 B2，方向向上。若将 b 处导线的电流切断，则 c 点的磁感应强度大小变为12B1，d 点的磁感应强度大小变为12B1B2，选项 A 正确。答案 A 高考导航热点考向满分指导2.如图14所示，平行放置在绝缘水平面上的长为l的直导线a和无限长的直导线b，分别通以方向相反，大小为Ia、Ib(IaIb)的恒定电流时，b对a的作用力为F。当在空间加一竖直向下(y轴的负方向)、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，导线a所受安培力恰好为零。则下列说法正
26、确的是()图14 高考导航热点考向满分指导A.电流 Ib 在导线 a 处产生的磁场的磁感应强度大小为 B，方向沿 y 轴的负方向B.所加匀强磁场的磁感应强度大小为 B FIalC.导线 a 对 b 的作用力大于 F，方向沿 z 轴的正方向D.电流 I a 在导线 b 处产生的磁场的磁感应强度大小为 FIbl，方向沿 y 轴的正方向 高考导航热点考向满分指导解析 无限长的直导线 b 的电流 Ib 在平行放置的直导线 a 处产生的磁场的磁感应强度处处相等，由于加上题述磁场后 a 所受安培力为零，因此电流 Ib 在导线 a 处产生的磁场的磁感应强度大小为B，方向沿 y 轴的正方向，A 选项错误；由磁
27、感应强度定义可得：B FIal，B 选项正确；由牛顿第三定律可知导线 a 对 b 的作用力等于 F，C 选项错误；电流 Ia 在导线 b 处产生的磁场的磁感应强度大小并不是处处相等，因此 D 选项错误。答案 B 高考导航热点考向满分指导3.如图15所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B处用一光滑小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，B处可认为处在磁场中，一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动，C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确的是()图15 高考导航热点考向满分指导A.C 点与 A 点在同一水平线上B.小球向右或向左滑过
28、B 点时，对轨道压力相等C.小球向上或向下滑过 P 点时，其所受洛伦兹力相同D.小球从 A 到 B 的时间是从 C 到 P 时间的 2倍 高考导航热点考向满分指导解析 小球在运动过程中受重力、洛伦兹力和轨道支持力作用，因洛伦兹力永不做功，支持力始终与小球运动方向垂直，也不做功，即只有重力做功，满足机械能守恒，因此 C 点与 A 点等高，在同一水平线上，选项 A 正确；小球向右或向左滑过 B 点时速度等大反向，即洛伦兹力等大反向，小球对轨道的压力不等，选项 B 错误；同理小球向上或向下滑过 P 点时，洛伦兹力也等大反向，选项 C 错误；因洛伦兹力始终垂直 BC，小球在AB 段和 BC 段(斜面倾
29、角均为)的加速度均由重力沿斜面的分力产生，大小为 gsin，由 x12at2 得小球从 A 到 B 的时间是从C 到 P 的时间的 2倍，选项 D 正确。答案 AD 高考导航热点考向满分指导4.如图16所示，在正方形abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，a处有比荷相等的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场，乙粒子沿与ab成30角的方向以速度v2垂直射入磁场，经时间t2垂直cd射出磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，则下列说法中正确的是()图16 A.v1v212 B.v1v2 34C.t1t221 D.t1t231高考导航热点
30、考向满分指导解析 甲、乙两粒子的运动轨迹如图所示，粒子在磁场中的运行周期为 T2mBq，因为甲、乙两种粒子的比荷相等，故 T 甲T 乙。设正方形的边长为 L，则由图知甲粒子运行半径为 r1L2，运行时间为 t1T甲2，乙粒子运行半径为r2Lcos 30，运行时间为 t2T乙6，而 rmvBq，所以 v1v2r1r2 34，选项 A 错误、B 正确；t1t231，选项 C 错误、D正确。答案 BD 高考导航热点考向满分指导5.(2015重庆理综，7)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图17是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为
31、n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I。图17 高考导航热点考向满分指导(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率。解析(1)对线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得 FnBIL 由左手定则知方向水平向右(2)安培力的功率为PFv 联立式解得PnBILv 答案(1)nBIL 方向水平向右(2)nBILv 高考导航热点考向满分指导1.安
32、培力作用下的平衡与运动问题的求解思路：高考导航热点考向满分指导2.洛伦兹力的作用效果(1)洛伦兹力对带电粒子运动状态的影响 因洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力只改变粒子的速度方向，而不改变其速度的大小。(2)洛伦兹力对带电粒子不做功 因洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功。如果没有其他外力对带电粒子做功，在粒子的运动过程中就不会有能量之间的转化。高考导航热点考向满分指导高频考点七 电场强度的理解及计算1.常用的公式 高考导航热点考向满分指导2.常用的思想方法对称法 高考导航热点考向满分指导3.常考的3类模型 模型1 点电荷模型【方法点津】(1)先求出
33、各个点电荷在该点产生电场的场强，再运用场强叠加原理求出该点的场强。(2)可假设在该点放一试探电荷，求出该试探电荷所受的电场力，由电场强度定义求出该点的电场强度。高考导航热点考向满分指导1.(6分)(2015山东理综，18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图18。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()图18 A.3kQ4a2，沿 y 轴正向B.3kQ4a2，沿 y 轴负向C.5kQ4a2，沿 y 轴正向D.5kQ4a2，沿 y 轴负向 正确答案
34、：_ 高考导航热点考向满分指导解析 因正电荷 Q 在 O 点时，G 点的场强为零，则可知两负电荷在 G 点形成的电场的合场强与正电荷 Q 在 G 点产生的场强等大反向，大小为 E 合kQa2；若将正电荷移到 G 点，则正电荷在H 点的场强为 E1kQ（2a）2kQ4a2，因两负电荷在 G 点的场强与在 H 点的场强等大反向，则 H 点的合场强为 EE 合E13kQ4a2，方向沿 y 轴负向，故选 B。答案 B 高考导航热点考向满分指导模型2 带电球壳(或带电圆环)模型【方法点津】(1)完整的均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。可以证明，完整的均匀带电的球壳在球内
35、空间产生的电场的场强为零。(2)根据对称性，均匀带电的半球壳在对称轴上各点产生的电场的方向一定沿对称轴。高考导航热点考向满分指导2.(6分)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图19所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()图19 A.kq2R2EB.kq4R2C.kq4R2ED.kq4R2E 正确答案：_ 高考导航热点考向满分指导解析 若将半球面 AB 补充成一个完整的均匀带电球壳，完整球壳所带电荷量为 2q，在 M 点产
36、生电场的场强为 k2q（2R）2kq2R2，设右半球壳在 M 点产生的场强大小为 E 右，根据电场叠加原理有 E kq2R2E 右，解得右半球壳在 M 点产生的电场的场强大小为 E 右 kq2R2E，根据对称性，左半球壳在 N 点产生的电场的场强大小为 kq2R2E，选项 A 正确。答案 A 高考导航热点考向满分指导模型 3 x 图像模型【方法点津】由匀强电场场强公式 EUd，可以得出 Ex，所以电势 与位置 x 之间的关系图像的切线的斜率表示电场强度。由电势图像的切线的斜率可以计算或比较对应各点电场强度的大小。高考导航热点考向满分指导3.(6分)(2015韶关市高三调研考试)某特殊装置形成的
37、静电场，其电势沿x方向的分布如图20所示，则()图20 A.在0 x1之间一定不存在电场 B.在0 x1之间可能存在匀强电场 C.在x1x2之间一定不存在匀强电场 D.在x1x2之间可能存在匀强电场 正确答案：_ 高考导航热点考向满分指导解析 由图可知，0 x1之间电势恒为0，则0 x1之间电势差为零，可能无电场，也可能存在与x轴垂直的匀强电场，选项A错误，选项B正确；x1x2之间电势非均匀减小，则该区间必有非匀强电场，选项C正确，选项D错误。答案 BC 高考导航热点考向满分指导1.(6分)(2014江苏单科，4)如图21所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上
38、的电场强度和电势的说法中正确的是()图21 A.O点的电场强度为零，电势最低 B.O点的电场强度为零，电势最高 C.从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高 D.从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低 高考导航热点考向满分指导解析 根据圆环的对称性可知，O点处的场强为零，又由正电荷在无限远处场强为零，故从O点沿x轴正方向，电场强度先增大，后减小，电势应逐渐降低，O点处的电势最高，故B项正确，A、C、D均错误。答案 B 高考导航热点考向满分指导2.(6分)如图22所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的点电荷分别放在圆周上M、N两点，M、N关于AC对称，
39、M与O点的连线和OC间的夹角为60，AC与MN的交点为F，下列说法正确的是()图22 A.O 点的场强大小为 2kQR2，方向由 O 指向 AB.F 点的场强大小为 2kQ（Rsin 60）2，方向由 F 指向 OC.A 点的场强大小为 3kQ3R2，方向沿 OA 方向D.C 点的场强大小为 3kQR2，方向沿 FC 方向 高考导航热点考向满分指导解析 根据点电荷的电场强度公式和电场叠加原理，O 点的场强大小为 EO2kQR2cos 60kQR2，方向由 O 指向 A，选项 A 错误；F 点的场强大小为零，选项 B 错误；M、A 之间的距离为 3R，A点的场强大小为 EA2kQ（3R）2cos 30 3kQ3R2，方向沿 OA 方向，选项 C 正确；M、C 之间的距离为 R，C 点的场强大小为 EC2kQR2cos 60kQR2，方向沿 FC 方向，选项 D 错误。答案 C
