高考必备16-电场（2）-2021年高三物理重点模型训练

求电场力做功的4种方法 【典例】如图所示，在处于O点的点电荷形成的电场中，试探电荷由A点移到B点，电场力做功为；以OA为半径画弧交于OB于C，由A点移到C点电场力做功为；由C点移到B点电场力做功为则三者的做功关系是　　 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】在点电荷的电场中，由于A、C两点位于以O为圆心的同心圆时，则两点在同一等势面上，由知，试探电荷q由A点移到C点电场力做功为零，即；根据沿着电场线方向电势降低，可知，A、C两点的电势都比B点的高，而且AB间的电势差等于CB间的电势差，由知，；由于点电荷是带正电，所以q由A点移到B点，电场力做正功，q由C点移到B点电场力也做正功，且，即；由于，则，故A正确，BCD错误。 【思想方法】(1)由公式W＝Flcos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcos α. (2)由WAB＝qUAB计算，此公式适用于任何电场． (3)由电势能的变化计算：WAB＝EpA－EpB. (4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk. 【练习1】（2019·天津南开中学高二月考）把带电荷量的正点电荷从无限远处移到电场中点，要克服电场力做功，若把该电荷从无限远处移到电场中点，需克服电场力做功，取无限远处电势为零．则点的电势为__________；若把的负电荷由点移到点电场力做功大小为__________． 【答案】400V； ； 【解析】根据电势差公式分别求出A、B两点与无穷远间的电势差，再求出这两点的电势．根据电场力做功公式求出电场力做功． 根据，得，而，由题，解得：，根据，得，而，由题，解得：，则把的负电荷由点移到点电场力做功大小为。 【名师点拨】本题考查运用物理公式处理基本问题的能力．求电势往往先求电势差，再求电势． 【练习2】如图所示，正点电荷Q产生的电场中，已知A、B间的电势差为U，现将电荷量为q的正点电荷从B移到A，则(　　). A．外力克服电场力做功QU，电势能增加qU B．外力克服电场力做功qU，电势能增加QU C．外力克服电场力做功qU，电势能增加qU D．外力克服电场力做功QU，电势能减少QU 【答案】C 【解析】根据顺着电场线的方向，电势依次降低，可知，那么正点电荷从B移动到A过程中，电场力做功为 表示外力克服电场力做功，电场力做负功，则电荷的电势能增加，故ABD错误，C正确． 故选C. 【练习3 】如图所示，当正电荷从A到C移动过程中，正确的是（ ） A．从A经B到C电场力对电荷做功最多 B．从A经M到C电场力对电荷做功最多 C．从A经N到C电场力对电荷做功最多 D．不管从哪条路径使电荷从A到C，电场力做功都相等，且都是正功 【答案】D 【解析】由电场力做功知做功的多少和两点之间的电势差有关，不管从哪条路径使电荷从A到C，AC两点的电势差是相等的，所以电场力做功都相等，且沿电场线方向电势降低，所以U>0，做正功，故D正确； 综上所述本题答案是：D 电场强度与电势的叠加 【典例】（2020年全国II卷）如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（　　） A. a、b两点的场强相等 B. a、b两点的电势相等 C. c、d两点的场强相等 D. c、d两点的电势相等 【答案】ABC 【解析】BD．如下图所示，为等量异种电荷周围空间的电场分布图。本题的带电圆环，可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场，沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴，所在的水平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零。故在上的点电势为零，即；而从M点到N点，电势一直在降低，即，故B正确，D错误； AC．上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，由电场的叠加原理可知AC正确； 故选ABC。 【思想方法】矢量叠加（平行四边形定则）；电势叠加：标量运算（代数运算，电势φ=，正电荷用等号，负电荷用负号） 【练习1】（2019·浙江高三月考）如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在x坐标轴上的x=0和x=6cm的位置，则下列说法正确的是（ ） A.在x轴上有两个场强为0的点 B.在x=1.2cm处场强为0 C.在x轴上的x<6cm的区域场强沿着x的负方向 D.在x轴上的x>6cm的区域场强沿着x的正方向 【答案】D 【解析】A. 场强为0时，两个点电荷在该处产生的场强大小相等、方向相反，由于两个点电荷都带正电，电荷量不等，由知，在轴上有一个场强为0的点，该点在轴上两个点电荷之间靠近的位置，A错； B. 设场强为0的点坐标为,则有： 可得故B错误； C. 根据电场的叠加原理知，在轴上的和的区域场强沿着的负方向，在的区域场强沿着的正方向，故C错； D. 根据电场的叠