（备战2017）高考物理 考前30天冲刺押题系列 08 电场的性质

（备战2017）高考物理 考前30天冲刺押题系列 08 电场的性质内容摘要：

1、【备战 2013】高考物理 考前 30 天冲刺押题系列 场的性质【高考地位】本专题内容是高考能力考查的重点之一，是高考命题的必考内容，命题有以下特点：1主要考查对电场基本概念的理解、库仑定律的应用、带电粒子在电场中的运动等，对思维的发散性和深刻性要求较高选择题一般是围绕电场线、电势、电势差、电势能、电容器、电场力做功、带电粒子在电场中的曲线运动等考点命题，计算题则常将带电粒子在电场中的运动、受力平衡、牛顿运动定律、动能定理、带电粒子在组合场或复合场中的运动综合到一起进行命题，侧重于考查考生综合分析能力2联系生产生活实际和科技信息是高考命题的趋势，如静电除尘、电容式传感器、静电喷涂等，考查运用物 2、理知识、建立物理模型和解决实际问题的能力复习时应注重基本概念与规律的理解与掌握、注重用力学方法处理带电粒子的运动，建议复习时突破以下重点或难点：1透彻理解基本概念，准确地掌握电场强度、电场线、电势、电势能、电势差、电场力做功的区别与联系，并能熟练地应用概念分析和描述带电粒子的运动2掌握处理问题的方法，处理带电体的平衡和加速问题时可与力学中的平衡和加速问题类比、处理带电粒子在匀强电场中的偏转问题时可与平抛运动处理方法类比通过对比和类比，找到知识与方法的相似之处和不同之处，有利于考生对电场知识的系统掌握和解决问题能力的提高3关注带电粒子在周期性变化的电场中的运动，根据带电粒子受力的变化分析带电粒子 3、的运动规律，利用牛顿运动定律结合运动学知识进行求解【解题策略】一库仑定律与平衡问题1电荷的分配规律(1)两个相同的导体球，一个带电，一个不带电，接触后电荷量平分(2)两个相同导体球带同种电荷，先接触再分离，则电荷量平分(3)两个相同导体球带异种电荷，先接触再分离，则其电荷量先中和再平分2对库仑定律的深入理解(1)F k ， r 指两点电荷间的距离对可视为点电荷的两个均匀带电球， r 为两球心间2)当两个电荷间的距离 r0 时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无3与静电力结合的平衡问题(1)带电物体的平衡是指物体受静电力和其他力作用下处于静止状态或匀速直线运动状态与前面力学平衡问 4、题相比，遵循同样的力学规律，具有同样的解题思路和方法(2)处理平衡问题的常用方法合成法：若带电体受到三个力作用处于平衡状态，可以根据平行四边形定则求出任意两个力的合力，该合力与第三个力大小相等，方向相反正交分解法：建立平面直角坐标系 不在 x、 y 方向上的力沿 x、 y 方向分解，分别列出 x、 y 方向的平衡方程 ， ，然后联立求解(3)三电荷平衡问题在两个固定点电荷周围放置第三个自由的点电荷，当第三个自由的点电荷处于平衡状态时，第三个点电荷必位于同种电荷之间或异种电荷外侧，三个电荷共线，且第三个电荷距离大电荷量的电荷较远，同时第三个电荷的电荷量、电荷种类不受限制当三个自由的点电荷在一条直 5、线上都处于平衡状态时，外侧的两个电荷为同种电荷，中间的电荷为另一种电荷，且中间的电荷的电荷量最小，外侧的电荷中与中间的电荷距离较远者的电荷量较大可以概括为简易的口诀：“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大” 例 1、三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球 1 的带电荷量为 q，球 2 的带电荷量为 3 不带电且离球 1 和球 2 很远，此时球 1、2之间作用力的大小为 先与球 2 接触，再与球 1 接触，然后将球 3 移至远处，此时 1、2之间作用力的大小仍为 F，方向不变由此可知()A n3 B n4 C n5 D n6【点评】对于库仑力的计算 6、和比较问题，首先看带电体能否视为点电荷，若可视为点电荷，再准确找出点电荷的电荷量和间距；对于两个点电荷接触后再分开的问题，要特别注意两个点电荷后来的距离与原先的距离相比是否发生了变化对于和弹簧相联系的静电平衡问题，要注意弹簧的形变量加上原长才是弹簧的实际长度，而这个长度往往是带电体的间距，如下面变式题对电场强度、电场线的理解1电场强度两个计算公式的比较公式 物理含义 引入过程 适用范围Eq， E 与 F、 q 无关，反映某点电场的性质适用于一切电场E E 和库仑定律导出真空中，电场本身的性质决定，与放入电场中的试探电荷无关电场强度的定义式只是测量电场中某点的电场强度的一种方法，不是电场强度的决 7、定式，不能认为“电场强度与试探电荷所受的静电力成正比，与电荷所带的电荷量成反比” 3电场线与带电粒子的运动轨迹的关系(1)电场线是形象描述电场的强弱和方向的曲线，由电场的性质决定，与放入电场中的带电粒子无关，一旦电场确定，电场线的疏密和各点的方向就确定了(2)带电粒子的运动轨迹由带电粒子的初速度和所受的静电力决定，静电力只能决定带电粒子的加速度的大小和方向，带电粒子的加速度方向沿着电场线的切线方向只有在电场线是直线且带电粒子的初速度为零或初速度方向平行于电场线的情况下，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合，否则，不重合例 2、 一带负电荷的质点在电场力作用下沿曲线 a 运动到 c，已知质点的速率是 8、递减的关于 b 点电场强度 E 的方向，图 273 中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)()【点评】带电粒子轨迹的分析问题切忌把运动轨迹和电场线相混淆，本题中曲线为带负电的粒子的运动轨迹，轨迹切线方向为粒子瞬时速度方向，根据粒子速度递减可知电场力与粒子速度夹角为钝角且指向轨迹内侧如果将带点粒子轨迹误认为是电场线，会错选选项 A，这是本题的易错三电场强度的叠加 1两等量同种电荷周围电场的叠加(1)电荷之间连线上及其延长线上的电场等量同种点电荷连线上中点的场强为零，从连线上中点到点电荷处场强逐渐增大若为等量正电荷，连线上场强方向从正电荷指向连线上中点；若为等量负电荷，连线上场强方向从连线上 9、中点指向负电荷在两电荷连线的延长线上，沿着延长线远离电荷场强逐渐减小，若是等量正电荷，场强方向沿着延长线背离正电荷；若是等量负电荷，场强方向沿着延长线指向负电荷(2)电荷之间连线中垂线上的电场(如图 276 所示)两等量点电荷连线中垂线上，场强方向总是沿着中垂线，远离连线中点(等量正电荷)或指向连线中点(等量负电荷)在中垂线上从连线中点到无限远，场强先变大后变小2两等量异种电荷周围电场的叠加(1)电荷之间连线上及其延长线上的电场等量异种点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿连线从正电荷到负电荷场强先变小后变大，连线中点场强最小在两电荷连线的延长线上，负电荷一侧场强的方向沿着延长线指向 10、负电荷，正电荷一侧场强的方向沿着延长线背离正电荷(2)电荷之间连线中垂线上的电场(如图 277 所示)等量异种点电荷连线的中垂线上，场强方向均相同且总与中垂线垂直在等量异种点电荷中垂线上，与两点电荷连线的中点等距离的各点场强大小相等，连线中点场强最大均匀带电球体(球壳)外电场的叠加计算均匀带电球体(球壳)外某点的电场强度，可以认为电荷全部集中在球心，利用公式 E k(r 为球外该点到球心的距离， Q 为带电球体的电荷量)进行计算 、图 278 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()图 278A. 体中心、各面中心和各边中点B体中心和各边中点 11、C各面中心和各边中点D体中心和各面中心【答案】D【解析】电场强度是矢量，点电荷在距离为 r 处产生的电场强度大小为 E k ，方向为正电场场强的合成符合平行四边形定则【点评】两个点电荷产生的电场的叠加时，可以分别求出点电荷在该点产生的电场强度，利用平行四边形定则求出合场强；对于带点板、带电环的场强计算，要特别注意等效法和对称性的应用。 四电场力与动力学问题电场力虽然从本质上区别于力学中的重力、弹力、摩擦力，但产生的效果遵循牛顿力学中的所有规律，因此有关电场力作用下带电体的运动问题应根据力学解题思路去分析1解决与电场力有关的动力学问题的一般思路(1)选择研究对象(多为一个带电体，也可以是几个带电体 12、组成的系统)(2)对研究对象进行受力分析，包括电场力、重力(电子、质子、正负离子等基本粒子在没有明确指出或暗示时一般不计重力，带电油滴、带电小球、带电尘埃等带电体一般计重力)(3)分析研究对象所处的状态是平衡状态(静止或匀速直线运动)还是非平衡状态(变速运动等)(4)由平衡条件或牛顿第二定律结合运动学规律求解，带电粒子在电场中的加速问题可以从受，根据牛顿第二定律和运动学公式求解，也可以从能量的角度用动能定理求解，带电粒子在交变电场中的运动往往用 v t 图象求解2静电力对电荷的加速度的影响电荷受到的静电力使电荷产生加速度，当电荷只受静电力的作用时，电荷的加速度完全由静电力决定，若静电力不变，则 13、加速度不变，若静电力变化，则加速度变化，加速度的方向始终与静电力的方向相同当电荷除了受到静电力作用外还受到其他力的作用时，电荷的加速度是静电力产生的加速度与其他力产生的加速度的矢量和例 4 、反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图 2710 所示，在虚线 侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从 A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在 A、 B 两点间往返运动已知电场强度的大小分别是 0 3 N/C 和 0 3 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m0 20 电荷量 q0 9 C， A 点距虚线 距离 .0 略相对论效应求： 14、(1)B 点到虚线 距离 2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 又 t t0 8 s【方法点拨】 对于带电体在电场或复合场中的动力学问题，一定要准确选取研究对象，如下面的变式题既要整体分析又要隔离分析；同时要对运动规律进行分析和判断，及时迁移前面纯力学问题中处理问题的方法和技巧，必要时联系能量观点，一般应用动能定理即可五对描述电场的能的性质的概念的理解1电势与电势能的比较(1)电势是反映电场的能的性质的物理量，电势能是电荷在电场中某点所具有的势能(2)电场中某一点的电势 的高低，跟电场本身和零电势点的选取有关，跟试探电荷无关，电势能 q 与其所处位置的电势 共同决定的(4)电势的单位是伏特(V)，电势能的单位是焦耳(J)(5)电势的正负表示电势的高低，电势能的正负表示电势能的大小(6)电势能与电势之间的关系是 应用该式时必须代入各物理量的正负号2电势与电势差的比较(1)电场中某点的电势与零电势点的选取有关(一。