高考物理复习专题突破篇专题带电粒子在电场中的运动讲练

专题七带电粒子在电场中的运动

考点1| 电场的性质难度：中档题题型：选择题五年7考

(2014·江苏高考T4)如图1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轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )

图1

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

【解题关键】解此题的关键有两点：

(1)圆环正电荷均匀分布，x轴上各处的场强方向与x轴平行．

(2)沿电场方向电势降低，但电场强度不一定减小．

B[根据电场的叠加原理和电场线的性质解题．根据电场的对称性和电场的叠加原理知，O点的电场强度为零．在x轴上，电场强度的方向自O点分别指向x轴正方向和x轴负方向，且沿电场线方向电势越来越低，所以O点电势最高．在x轴上离O点无限远处的电场

强度为零，故沿x轴正方向和x轴负方向的电场强度先增大后减小．选项B正确．] (2016·江苏高考T3)一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图2所示，容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )

图2

A．A点的电场强度比B点的大

B．小球表面的电势比容器内表面的低

C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直

D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同

【解题关键】解此题的关键有三点：

(1)电场线越密的地方电场强度越大

(2)电场线一定与该处的等势面垂直．

(3)电场力做功的大小由始末两点的电势差与移动的电荷量共同决定．

C[由题图知，B点处的电场线比A点处的密，则A点的电场强度比B点的小，选项A 错误；沿电场线方向电势降低，选项B错误；电场强度的方向总与等势面导体表面垂直，选项C正确；检验电荷由A点移动到B点，电场力做功一定，与路径无关，选项D错误．] (多选) (2014·全国卷ⅠT21)如图3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，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则( )

图3

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．将正拭探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功

D．φP大于φM

【解题关键】解此题的关键有两点：

(1)正点电荷Q 形成电场及等势面的特点． (2)灵活应用三角形的几何关系．

AD [本题根据点电荷形成电场中等势面的特点及在任何电场中电场线与等势面垂直的特性进行解题．

电场是由正点电荷产生的，所以电场线由正点电荷指向无穷远处，并且跟点电荷距离相等的点，电势相等，场强大小相等．由于φM ＝φN ，φP ＝φF ，所以点电荷Q 到M 和N 的距离相等，到P 和F 的距离相等，即过F 作MN 的中垂线，然后作FP 的中垂线，两中垂线的交点为点电荷Q 所在的位置，由几何知识得Q 在MP 上，如图所示，故选项A 正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项B 错误；正试探电荷与Q 同号，所以受斥力作用，故将其从P 点搬运到N 点时，电场力做正功，故选项C 错误；由几何关系知点电荷Q 距M 的距离大，距P 的距离小，所以φM <φP ，故选项D 正确．]

1．高考考查特点

(1)本考点重在考查电场中的基本概念、典型电场的分布特点、电场线、等势面及电场强度的关系，电场、电势能高低的判断．

(2)理解电场力、电场力做功的特点，电场力做功与电势能的关系，灵活应用电场线分析电势高低，电势能的变化是解题的关键．

2．解题常见误区及提醒

(1)典型电场中电场线的分布特点不熟练，特别是正、负点电荷电场线的方向． (2)不清楚运动电荷的电性，出现受力及做功判断的错误． (3)公式U ＝E ·d 的适用条件不清楚，乱套公式． (4)电场力做功与电势能变化关系不准确．

●考向1 电场力的性质

1．(2013·江苏高考T 3)下列选项中的各1

4圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且

电荷均匀分布，各1

4

圆环间彼此绝缘．坐标原点O 处电场强度最大的是( )

B [每个1

4圆环在O 点产生的电场强度大小相等，设为E .根据电场的叠加原理和对称性，

得A 、B 、C 、D 各图中O 点的电场强度分别为E A ＝E 、E B ＝2E 、E C ＝E 、E D ＝0，故选项B 正确．]

●考向2 电场能的性质

2．(多选)(高考改编)在[例3](2014·全国卷ⅠT 21)中，将三角形换成椭圆，如图4所示，已知a 、b 、c 、d 为椭圆的四个顶点，＋Q 处在椭圆的一个焦点上，一带负电的点电荷仅在库仑力作用下绕固定的点电荷＋Q 运动，则下列说法正确的是( )

【导学号：25702029】

图4

A ．负电荷在a 、c 两点所受的电场力相同

B ．负电荷在a 点和c 点的电势能相等

C ．负电荷由b 运动到d 的过程中电势能增加，动能减少

D ．负电荷由a 经b 运动到c 的过程中，电势能先增加后减少

BC [在a 、c 两点负电荷所受电场力方向不同，A 项错误；以单个点电荷为球心的球面是等势面，所以a 、c 两点电势相等，根据电势与电势能的关系可知，负电荷在a 、c 两点电势能也相等，B 项正确；负电荷由b 到d 过程中，电场力始终做负功，电势能增加，动能减少，C 项正确；负电荷由a 经b 到c 的过程中，电场力先做正功再做负功，故电势能先减少后增加，D 项错误．]

3. (多选)在绝缘、光滑的水平桌面上有一带负电的小球只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图5所示，则下列说法中正确的是( )