预测10 电场力的性质与电场能的性质-【临门一脚】2021年高考物理三轮冲刺过关(新高考专用)

2021年高考物理【临门一脚】（新高考专用） 预测10 电场力的性质与电场能的性质 概率预测 ☆☆☆☆☆ 题型预测 选择题☆☆☆☆ 计算题☆☆☆ 考向预测 要考查库仑定律、电场强度、电势、电势差、电势能、电容、带电粒子在电场中的运动。命题形式选择题和计算题均有出现，考查考生的建模能力和应用数学知识处理物理问题的能力。 1、三个物理量的判断方法 判断场强强弱 ①根据电场线或等势面的疏密判断；②根据公式E＝keq \f(Q,r2)和场强叠加原理判断 判断电势的高低 ①根据电场线的方向判断；②由UAB＝eq \f(WAB,q)和UAB＝φA－φB判断；③根据电场力做功（或电势能）判断 判断电势能大小 ①根据Ep＝qφ判断；②根据ΔEp＝－W电，由电场力做功判断 2、电场中常见的运动类型 （1）匀变速直线运动：通常利用动能定理qU＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)来求解；对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解。 （2）偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题。对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动的合成与分解的方法来处理。 1．电场中的各个物理量的形成及相互转化的关系 2、电场线的应用 3、两等量点电荷的电场分布规律 等量异种电荷 等量同种电荷 等势面电场线分布图 以正点电荷为例 连线特点 场强 方向：正→负 强弱：强→弱→强，中点最小 方向：中点两侧方向相反 强弱：强→弱→强，中点E＝0 电势 正电荷→负电荷，高→低 若为正电荷，中点最低 若为负电荷，中点最高 中垂线 场强 各点方向一致中点最强两侧渐弱 中点两侧方向相反，两侧均有最大值，中点向两侧均为弱→强→弱 电势 电势为0的等势线 不是等势线 相同点 场强的大小、电势均关于中点对称分布 4、电场线、等势面和带电粒子轨迹问题 （1）判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向。 （2）判断电场力（或电场强度）的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断电场强度的方向。 （3）判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加。 1．（2020·北京高考真题）真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（　　） A．该点电荷一定为正电荷 B．P点的场强一定比Q点的场强大 C．P点电势一定比Q点电势低 D．正检验电荷在P点比在Q点的电势能大 【答案】 B 【解析】 A．正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，该点电荷不一定为正电荷，故A错误； B．相邻等势面间电势差相等，P点附近的等差等势面更加密集，故P点的场强一定比Q点的场强大，故B正确； C．正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，若为正点电荷，则P点电势一定比Q点电势高，故C错误； D．从等势面的情况无法判断该点电荷为正点电荷还是负点电荷，无法判断P点电势与Q点电势的高低，就无法判断正检验电荷在P点和在Q点的电势能的大小，故D错误。 故选B。 2．（2020·山东高考真题）（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 【答案】 BD 【解析】 A．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，故A错误； B．同理可得，c点电势高于O点电势，两个固定电荷在bO射线上的点电场方向斜向上，故b点电势低于O点电势，则b点电势低于c点，故B正确。 C．a点电势高于O点电势，b点电势低于O点电势，则a点电势高于b点，试探电荷为负电荷，故该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误； D．根据电荷电场的对称分布可得，b、d两点电势相同，则c点电势高于d点，试探电荷为负电荷，则该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，故D正确。 故选BD。 一、单选题 1．（2021·广东高三一模）如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点（正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形），所有棱长都为a，现在A、B两点分别固定电荷量为＋q和－q的两个点电荷