2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題05 電場線、等勢面的分布電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系知識點

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1、2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題05 電場線、等勢面的分布，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系知識點 電場線、等勢面的分布，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系考查的內(nèi)容 主標(biāo)題：電場線、等勢面的分布，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 副標(biāo)題：剖析考點規(guī)律，明確高考考查重點，為學(xué)生備考提供簡潔有效的備考策略。 關(guān)鍵詞：電場線、等勢面、電勢差、電場強(qiáng)度 難度：3 重要程度：5 內(nèi)容： 考點剖析： 電場線、等勢面的分布，勻強(qiáng)電場中的電勢差與電場強(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，幾乎每年都考。 電場線和等勢面可以形象的描述場強(qiáng)和電勢。電荷周圍所畫的電場線條數(shù)正比于電荷所帶電量。電場線的疏

2、密、方向表示電場強(qiáng)度的大小和方向，沿電場線方向電勢降低，等勢面垂直電場線等。 電勢差U是指電場中兩點間的電勢之差，UAB=－。在勻強(qiáng)電場中UAB=Ed（d為A、B間沿電場方向的距離），電勢沿著電場強(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)面且過圓心O．下列關(guān)于x軸上的電場強(qiáng)度和電勢的說法中正確的是（　　） A． O點的電場強(qiáng)度為零，電勢最低 B． O點的電場強(qiáng)度為零，電勢最高 C． 從O點沿x軸正方向，電場強(qiáng)度先減小后增大，電勢升高 D． 從O點沿x軸正方向，電場強(qiáng)度先增大后減小，電勢降低 【解析】BD．圓環(huán)上均勻分布著正電荷，

3、根據(jù)對稱性可知，圓環(huán)上各電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)抵消，合場強(qiáng)為零．圓環(huán)上各電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度在x軸有向右的分量，根據(jù)電場的疊加原理可知，x軸上電場強(qiáng)度方向向右，根據(jù)順著電場線方向電勢降低，可知在x軸上O點的電勢最高，故A錯誤，B正確；O點的場強(qiáng)為零，無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為零，所以從O點沿x軸正方向，場強(qiáng)應(yīng)先增大后減小。x軸上電場強(qiáng)度方向向右，電勢降低，故C錯誤，D正確。 例2.（xx?上海）靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正向為場強(qiáng)正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷（　?。? A． 在x2和x4處電勢能相等 B． 由x1運動到x3的過程中電勢能增大 C． 由x1運動到

4、x4的過程中電場力先增大后減小 D． 由x1運動到x4的過程中電場力先減小后增大 【解析】BC．由x2到x4處場強(qiáng)為x軸負(fù)方向，則從x2到x4處逆著電場線方向移動，電勢升高，正電荷在x4處電勢能較大，故A錯誤；x1－x3處場強(qiáng)為x軸負(fù)方向，則從x1到x3處逆著電場線方向移動，電勢升高，正電荷在x3處電勢能較大，B正確；由x1運動到x4的過程中，由圖可以看出電場強(qiáng)度的絕對值先增大后減小，故電場力先增大后減小，故C正確，D錯誤。 例３．（xx?新課標(biāo)全國卷Ⅰ）如圖所示，在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂點，F(xiàn)為MN的中點，∠M＝30°。M、N、P、F

5、四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，點電荷Q在M、N、P三點所在平面內(nèi)，則(　　) A．點電荷Q一定在MP的連線上 B．連接PF的線段一定在同一等勢面上 C．將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負(fù)功 D．φP大于φM 【解析】AD．本題考查了電場問題。根據(jù)題意，點電荷Q必在MN的中垂線和PF的中垂線的交點處，過F作MN的垂直平分線交MP于O點，由幾何關(guān)系可知ON恰好垂直平分PF，故點電荷Q一定位于O點，A項正確；由正點電荷的等勢面分布特點可知B項錯誤；因為是正電荷形成的電場，將正電荷從P點搬運到N點，電場力做正功，C項錯誤；因為是正電荷形成的電

6、場，越靠近場源電荷的等勢面電勢越高，D項正確。 例4．（xx?江蘇）某電場的電場線如圖所示，A、B是一電場線上的兩點，則A、B兩點的電場強(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點的電場線較疏，B的電場線較密。所以A點的電場強(qiáng)度小于B點的電場強(qiáng)度，根據(jù)電場線某點的切線方向表示電場強(qiáng)度的方向，則知它們的電場強(qiáng)度方向相同，故ABC錯誤，D正確。 例5．（xx?陜西模擬）一帶負(fù)電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞減的。關(guān)于b點電場強(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點的切線）（　　） 　 A． B． C． D． 【解析】D.電荷做曲線運動，電場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，則場強(qiáng)也不可能沿軌跡的切線方向，故A錯誤；負(fù)電荷所受的電場力方向與場強(qiáng)方向相反，圖中電場力方向與速度方向的夾角為銳角，電場力做正功，電荷的速率增大，與題不符，故B錯誤；圖中場強(qiáng)方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則電場力指向軌跡的外側(cè)，電荷的軌跡應(yīng)向上彎曲，不可能沿如圖的軌跡運動，故C錯誤；圖中場強(qiáng)方向指向軌跡的外側(cè)，則電場力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，而且電場力方向與電荷的速度方向成鈍角，電場力做負(fù)功，電荷的速率減小，符合題意，故D正確。