专题09 电场的两大性质-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题09 电场的两大性质 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加 1 【题型二】 根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化 5 【题型三】 匀强电场电势差与场强的关系--电势均匀分布问题 9 【题型四】 静电场的图像问题 13 二、高考题型标准练 18 一、热点题型归纳 【题型一】 库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加 【题型解码】 1.电场叠加问题要注意矢量性与对称性 2.电场强度是矢量，电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。 【典例分析1】(2020·宁夏大学附中四模)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，O为菱形中心，∠abc＝120°。现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有(　　) A．d点电场强度的方向由d指向O B．O点电场强度的方向由d指向O C．O点的电场强度大于d点的电场强度 D．O点的电场强度小于d点的电场强度 【答案】C　 【解析】由电场的叠加原理可知，d点电场的方向为由O指向d，O点的电场方向也是由O指向d，故A、B错误；设菱形的边长为r，根据点电荷电场强度表达式E＝k，三个点电荷在d点产生的场强大小相等，由场强的叠加可知，d点的场强大小Ed＝2k，O点的场强大小为E0＝4k，可见d点的电场强度小于O点的电场强度，故D错误，C正确。 【典例分析2】.(2020·福建联考)均匀带电薄球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布有正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(　　) A．－E B． C．－E D．＋E 【答案】C　 【解析】若将均匀带2q电荷的薄球壳放在O处，球壳在M、N两点产生的电场强度大小均为；则由对称关系可知N点的场强大小EN＝－E，C正确。 【典例分析3】(2020·天一大联考)真空中有一点电荷Q，MN是这个点电荷电场中的一条水平直线，如图所示，A、B、C是直线MN上的三个点，B是A、C的中点，点电荷Q位于A点正上方O处(未画出)。设A、B、C三点场强大小分别为EA、EB、EC，且EB＝EA，则EC的值为(　　) A.EA B.EA C.EA D.EA 【答案】C 【解析】点电荷Q位于A点正上方O处，则在直线MN上A点的场强最大，而MN是这个点电荷电场中的一条直线，设点电荷Q距离A点x，AB和BC的间距为L；根据点电荷电场强度的计算公式可得： EA＝k，EB＝k，EC＝k，EB＝EA，解得L＝x，则：EC＝k＝EA，故C正确，A、B、D错误。 【典例分析4】．(2020·上海奉贤二模)如图所示，探究电荷间相互作用力的示意图，图中金属球A带正电，置于绝缘支架上，带电小球B悬于绝缘丝线的下端，质量为m。当悬挂在P1点的B球静止时，两带电小球刚好在同一高度，此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则(　　) A．A、B间的库仑力为 B．A、B间的库仑力为mgsin θ C．将悬点移到P2，平衡时B低于A D．将悬点移到P2，平衡时A、B仍在同一高度 【答案】　C 【解析】　当B球处于平衡状态时，刚好与A球在同一水平面上，其受力如图所示，A、B带同种电荷，由力的平行四边形定则可得：F库＝mgtan θ，故A、B错误；若把悬点移到P2，由库仑定律可知，距离越远，A、B间的库仑力越小，B球位置越低，故C正确，D错误。 【提分秘籍】 1．电场强度的三个计算公式 2.电场的叠加 ①电场强度是矢量，电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。 ②电势是标量，电场中某点几个电场的电势的总电势为各个电势的代数和。 3.求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路 涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡条件是关键，都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点．具体步骤如下： 4.对称法求电场强度 【强化训练】 1.(2020·济南模拟)电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时，相互作用力为F，下列说法错误的是(　　) A．如果q1、q2恒定，当距离变为时，作用力将变为2F B．如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2F C．如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变 D．如果它们的电荷量都加倍，距离变为r，作用力