2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題05 電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)

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1、2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題05 電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系知識(shí)點(diǎn) 電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系考查的內(nèi)容 主標(biāo)題：電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 副標(biāo)題：剖析考點(diǎn)規(guī)律，明確高考考查重點(diǎn)，為學(xué)生備考提供簡(jiǎn)潔有效的備考策略。 關(guān)鍵詞：電場(chǎng)線、等勢(shì)面、電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度 難度：3 重要程度：5 內(nèi)容： 考點(diǎn)剖析： 電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等概念性強(qiáng)，常以選擇題的形式進(jìn)行考查，是高考的熱點(diǎn)，幾乎每年都考。 電場(chǎng)線和等勢(shì)面可以形象的描述場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)。電荷周圍所畫的電場(chǎng)線條數(shù)正比于電荷所帶電量。電場(chǎng)線的疏

2、密、方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，等勢(shì)面垂直電場(chǎng)線等。 電勢(shì)差U是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，UAB=－。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB=Ed（d為A、B間沿電場(chǎng)方向的距離），電勢(shì)沿著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向降落。 典型例題 例1．如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過(guò)圓心O．下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法中正確的是（　?。? A． O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最低 B． O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最高 C． 從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，電勢(shì)升高 D． 從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，電勢(shì)降低 【解析】BD．圓環(huán)上均勻分布著正電荷，

3、根據(jù)對(duì)稱性可知，圓環(huán)上各電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)抵消，合場(chǎng)強(qiáng)為零．圓環(huán)上各電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度在x軸有向右的分量，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右，根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知在x軸上O點(diǎn)的電勢(shì)最高，故A錯(cuò)誤，B正確；O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)也為零，所以從O點(diǎn)沿x軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)先增大后減小。x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右，電勢(shì)降低，故C錯(cuò)誤，D正確。 例2.（xx?上海）靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷（　?。? A． 在x2和x4處電勢(shì)能相等 B． 由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增大 C． 由x1運(yùn)動(dòng)到

4、x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小 D． 由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大 【解析】BC．由x2到x4處場(chǎng)強(qiáng)為x軸負(fù)方向，則從x2到x4處逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，電勢(shì)升高，正電荷在x4處電勢(shì)能較大，故A錯(cuò)誤；x1－x3處場(chǎng)強(qiáng)為x軸負(fù)方向，則從x1到x3處逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，電勢(shì)升高，正電荷在x3處電勢(shì)能較大，B正確；由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中，由圖可以看出電場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值先增大后減小，故電場(chǎng)力先增大后減小，故C正確，D錯(cuò)誤。 例３．（xx?新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ）如圖所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，∠M＝30°。M、N、P、F

5、四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則(　　) A．點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上 B．連接PF的線段一定在同一等勢(shì)面上 C．將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功 D．φP大于φM 【解析】AD．本題考查了電場(chǎng)問(wèn)題。根據(jù)題意，點(diǎn)電荷Q必在MN的中垂線和PF的中垂線的交點(diǎn)處，過(guò)F作MN的垂直平分線交MP于O點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知ON恰好垂直平分PF，故點(diǎn)電荷Q一定位于O點(diǎn)，A項(xiàng)正確；由正點(diǎn)電荷的等勢(shì)面分布特點(diǎn)可知B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)槭钦姾尚纬傻碾妶?chǎng)，將正電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)槭钦姾尚纬傻碾?/p>

6、場(chǎng)，越靠近場(chǎng)源電荷的等勢(shì)面電勢(shì)越高，D項(xiàng)正確。 例4．（xx?江蘇）某電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示，A、B是一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度（　?。? A．大小相等，方向不同 B．大小不等，方向不同 C．大小相等，方向相同 D．大小不等，方向相同 【解析】D.由圖可知，A點(diǎn)的電場(chǎng)線較疏，B的電場(chǎng)線較密。所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)電場(chǎng)線某點(diǎn)的切線方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，則知它們的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，故ABC錯(cuò)誤，D正確。 例5．（xx?陜西模擬）一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖

7、示中可能正確的是（虛線是曲線在b點(diǎn)的切線）（　?。? 　 A． B． C． D． 【解析】D.電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與速度方向不在同一直線上，應(yīng)指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，不可能沿軌跡的切線方向，則場(chǎng)強(qiáng)也不可能沿軌跡的切線方向，故A錯(cuò)誤；負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，圖中電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角為銳角，電場(chǎng)力做正功，電荷的速率增大，與題不符，故B錯(cuò)誤；圖中場(chǎng)強(qiáng)方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則電場(chǎng)力指向軌跡的外側(cè)，電荷的軌跡應(yīng)向上彎曲，不可能沿如圖的軌跡運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；圖中場(chǎng)強(qiáng)方向指向軌跡的外側(cè)，則電場(chǎng)力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，而且電場(chǎng)力方向與電荷的速度方向成鈍角，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的速率減小，符合題意，故D正確。