2021版高考物理二轮考前复习专题学案：第一篇 专题七 考向2 电场能的性质 Word版含解析

考向2 电场能的性质

(2020·山东等级考)(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O 点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是( )

A.a点电势低于O点

B.b点电势低于c点

C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

(1)审题破题眼:

(2)命题陷阱点:

陷阱1:认为O点受力平衡,应用受力分析方法解决问题。

根据电场力做功的方式求解电势的高低和电势能大小的方法对于受力清晰,易于分析的题目比较快捷,但是在不计算大小仅仅判断的时候首先选择电场线进行分析。

陷阱2:认为不等量正电荷电场线复杂,不敢借助电场线解题。

我们学习过等量同种电荷的电场线分布,对于不等量的同种电荷,类比画出电场线,可以快速解决电势判断的问题。

1.匀强电场中的两个重要结论

结论1匀强电场中的任意一条线段AB的中点C的电势φC=。结论2匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD。

2.常见三类电场图象

图象信息隐含条件

φ-x图象各点电势的大小、斜率电场强度的方向、大小

E-x图象电场强度的变化情况所围图形“面积”表示电势差

电场力做功的正、负;图象E p-x的

E p-x图象电势能随位移变化

斜率为电场力

利用等势线和电场线巧妙处理能量问题

(1)根据等势面与电场线垂直,画出电场线,进而分析能量做功运动等问题。

(2)根据运动轨迹的弯曲方向,判断电场力方向,从而分析电场方向或电荷的正负,确定电势能、电势的变化。

电场中轨迹类问题的思维模板

1.(一般电场)某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是( )

A.a点的电势高于b点的电势

B.若将一正试探电荷由a点移到b点,电场力做负功

C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断

D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d运动到c

2.(匀强电场)如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点。电场线与梯形所在的平面平行。ab平行于cd,

且ab边长为cd边长的一半。已知a点的电势是3 V,b点的电势是5 V,c 点的电势是7 V。由此可知,d点的电势为( )

A.1 V

B.2 V

C.3 V

D.4 V

3.(E p-x图象)(多选)在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷,一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能E p随x变化关系如图所示,其中A、B两点电势能为零,BD段中C点电势能最大,则下列说法正确的是( )

A.q1和q2带异种电荷

B.C点的电势大于零

C.B点电场强度方向沿x轴正方向

D.将一负点电荷从B点移到D点,电场力先做负功后做正功

4.(运动轨迹)(多选)如图所示,虚线A、B、C表示某固定点电荷电场中的三个等势面,相邻两等势面间的距离相等,实直线表示电场中的三条没标明方向的电场线,a、b是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹上的两点。则( )

A.粒子过a点的加速度大于粒子过b点的加速度

B.AB间的电势差小于BC间的电势差

C.场源电荷是负电荷

D.带正电荷的粒子在b点的电势能大于在a点的电势能

专题七电场的性质和带电粒子

在电场中的运动

考向2

///研透真题·破题有方///

B、D 由题意可知O点合场强为零,根据同种电荷之间电场线的分布可知aO之间电场线由a到O,故a点电势高于O点电势,A错误;根据同种电荷间电场线的分布情况可知b点电势低于c点电势,B正确;根据电场线分布可知负电荷从a到b电场力做负功,电势能增加,即该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能,C错误;同理根据电场线分

布可知负电荷从c点到d点电场力做负功,电势能增加,即该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能,D正确。故选B、D。

///多维猜押·制霸考场///

1.B 由沿电场线的方向电势降低和电场线与等势面垂直的特点,可知a点的电势低于b点的电势,故A错误;由电势能的公式E p=qφ,可得出a点的电势能低于b点的电势能,由电场力做功与电势能变化的关系,说明电场力做了负功,故B正确;因为电场线的疏密表示电场的强弱,故c 点的电场强度小于d点的电场强度,故C错误;正试探电荷在d点时所受的电场力沿该处电场线的切线方向,使该电荷离开该电场线,所以该电荷不可能沿着电场线由d到c,故D错误。

2.C ab边与cd边相互平行,相等长度的两点电势差大小相等,a、b两点的电势差为2 V,dc距离为ab的2倍,则d、c两点电势差也是a、b 两点间电势差的2倍即4 V,d点的电势为3 V,C正确。

3.A、B 由题图知从O到P电势能一直减小,试探电荷带正电,电势一直降低,则两个点电荷必定是异种电荷,选项A正确;由题图可知从B到C,电势能增加,试探电荷带正电,电势升高,故C点的电势大于零,选项B 正确;根据顺着电场线电势降低可知,BC间电场强度方向沿x轴负方向,选项C错误;将一负点电荷从B移到D点,电势先升高后降低,电势能先减小后增大,电场力先做正功后做负功,选项D错误。

4.A、C、D 点电荷形成的电场中,离点电荷越近则场强越大,粒子加速度越大,选项A正确;AB之间的场强大于BC之间的场强,由U=Ed可知

AB间的电势差大于BC间的电势差,选项B错误;根据运动轨迹可知带正电的粒子受到场源电荷的库仑力是引力,所以场源电荷是负电荷,选项C正确;带正电荷的粒子在a到b的过程中电场力做负功,因此在b 点的电势能大于在a点的电势能,选项D正确。