内容正文:
状元桥
高考二轮专题复习
第一部分
核心专题突破
物理
专题三
电场与磁场
物理
第1讲
电场和磁场的基本性质
物理
目录
专题强化训练
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思维导图
命题轨迹
电场的性质与叠加
(2019、2020、2021)
磁场的性质与叠加
(2019、2020、2021)
带电粒子在电场和磁场中的运动
(2019、2020、2021)
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热点题型一 电场的基本性质
1.电场强度的判断
(1)场强方向是正电荷所受电场力的方向,也是电场线上某点的切线方向.
(2)电场的强弱可根据电场线的疏密程度判断.
(3)电场中场强大小也可根据场强公式进行比较.
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2.电势高低的判断方法
(1)根据电场线方向,沿着电场线方向,电势越来越低.
(2)根据电势差UAB=φA-φB,若UAB>0,则φA>φB;反之,φA<φB.
(3)根据电势能的定义式φ=eq \f(Ep,q)可得,正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能大处电势较低.
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3.电势能变化的判断
(1)由WAB=EpA-EpB可知,电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大.
(2)由Ep=qφ可知,正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大.
(3)若只有电场力做功,电荷的动能和势能之和守恒,动能增大时,电势能减小,反之,电势能增大.
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命题视角一 库仑定律的应用及电场的叠加
【典例1】(2021·湖南)如图所示,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为eq \r( ,2)a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零.则Q的位置及电荷量分别为( )
A.(0,2a),eq \r(2)q
B.(0,2a),2eq \r(2)q
C.(2a,0),eq \r(2)q
D.(2a,0),2eq \r(2)q
答案 B
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解析 根据点电荷场强公式E=keq \f(Q,r2)可知,作出P点处场强的叠加示意图如图所示,则两点电荷在P点的场强大小分别为E0=keq \f(q,a2),方向如图所示,则由矢量合成法则可得,两点电荷在P点处的合场强大小为E1=eq \r(2)E0=eq \r(2)keq \f(q,a2),方向如图所示,因在P点处的合场强为零,则正电荷Q产生的场强应与两异种点电荷的合场强的大小相等,方向相反,则正电荷Q应在合场强方向的延长线上,又因P点和Q的距离为eq \r(2)a,则由几何关系可得正电荷Q的坐标为(0,2a),由eq \r(2)keq \f(q,a2)=keq \f(Q,\r(2)a2)解得Q=2eq \r(2)q,选项B正确.
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命题视角二 电场线的应用
【典例2】(2021·湖北模拟)如图所示,在电场强度大小为E的匀强电场中,某电场线上有两点M和N,距离为2d.在M和N处分别固定电荷量为+q和-q的两个点电荷.下列说法正确的是( )
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A.点电荷+q和-q受到的静电力大小均为qE,方向相反
B.将点电荷+q沿MN连线向N点移动距离d,静电力对点电荷+q做功为qEd
C.交换两个点电荷的位置,静电力对两个点电荷做功之和为零
D.将两点电荷沿MN连线移动距离d,保持两个点电荷的距离不变,静电力对两个点电荷做功之和为零
答案 D
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解析 点电荷+q受到的静电力为匀强电场给其向右的电场力qE以及点电荷-q给其向右的库仑力keq \f(q2,4d2),合力为F1=qE+keq \f(q2,4d2),方向向右;点电荷-q受到的静电力为匀强电场给其向左的电场力qE以及点电荷+q给其向左的库仑力keq \f(q2,4d2),合力为F2=qE+keq \f(q2,4d2),方向向左,选项A错误;将点电荷+q沿MN连线向N点移动距离d,静电力对其做功既有电场力对其做功为qEd,又有库仑力对其做功,选项B错误;交换两个点电荷的位置,静电力对点电荷+q做正功,对点电荷-q也做正功,代数和不为零,选
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项C错误;将两点电荷沿MN连线移动距离d,保持两个点电荷的距离不变,此时库仑力做功相互抵消,电场力对两个点电荷做的功相互抵消,故静电力对两个点电荷做功之和为零,选项D正确.
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命题视角三 等势面的应用
【典例3】(2021·全国甲)(多选)某电场的等势面如图所示,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,则( )
A.一正电荷从b点运动到e点,电场力做正功
B.一电子从a点运动到d点,电场力做功为4 eV
C.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右
D.a、b、c、d四个点中,b点的电场强度大小最大
答案 BD
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解析 由题图可知φb=φe,则正