重难点08 电场-2023年高考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

重难点08 电场 高考在电场部分主要考查库仑定律、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等知识。命题形式为选择题和计算题，着重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。 例题1. 如图，电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷固定在边长为L的正方体的两个顶点上，A是正方体的另一个顶点，如果点电荷q、－q连线中点O的电场强度大小是E，则正方体A点的电场强度大小是(　　) A.E B.E C.E D.E 例题2. (多选)沿电场中某条电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标轴上的点0、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为Ek，仅考虑静电力作用，则下列说法正确的是(　　) A．从O点到C点，电势先升高后降低 B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C．粒子运动到C点时动能大于3Ek D．粒子在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量 一、电场性质的理解 1．电场中的各物理量的关系 2．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． 3．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)依据电势能的高低：由电势的定义式φ＝知，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． 4．电势能变化的判断 判断依据 判断方法 电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷 的正负 取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低 电势能的大小 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 静电力做功 根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低 二、平行板电容器电场问题 1．必须记住的三个公式 定义式C＝，决定式C＝，关系式E＝. 2．掌握两个重要结论 (1)电容器与电路(或电源)相连，则两端电压取决于电路(或电源)，稳定时相当于断路，两端电压总等于与之并联的支路电压． (2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变． 3．注意一个特例：当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性，将使电容器的充电或放电受到限制． 三、电场中的图像问题 电场中几种常见的图像 v－t图像 当带电粒子只受静电力时，从v－t图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况，进而可判定粒子运动中经过的各点的场强方向、场强大小、电势高低及电势能的变化情况． φ－x图像 (1)从φ－x图像中可以直接判断各点电势的高低，进而确定电场强度的方向及试探电荷电势能的变化． (2)φ－x图线切线的斜率大小等于沿x轴方向电场强度E的大小． E－x图像 以场强沿x轴方向为例： (1)E>0表示场强沿x轴正方向，E<0表示场强沿x轴负方向． (2)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低需根据电场方向判定． Ep－x图像 (1)图像的切线斜率大小等于静电力大小． (2)可用于判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况. （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．（2022·山东师范大学附中模拟预测）如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，C点恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷Q。在A点将质量为m、电荷量为的小球（自身产生的电场可忽略）套在轨道AC上并将小球由静止释放，已知静电力常量k，重力加速度为g，且，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从O点沿z轴到A点，电场强度一直增大 B．轨道上C点的电场强度大小为 C．小球刚到达C点时（未脱离轨道）的加速度大小为 D．小球在A、C两点之间做往复运动 2．（2022·山东·烟台二中模拟预测）如图所示，高为的绝缘圆柱体，底面半径为R，abcd为过两底面圆心轴线的截面，在c点有一电荷量为+q的点电荷，在a点有一电荷量为-q的点电荷，平面efgh垂直平面abcd、静电力常量为k。下列说法正确的是（    ） A．h点与g点电场强度相同 B．d点电势高于b点电势 C．正电荷沿eh运动，电场力做正功 D．f点的电场强度大小为 3．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）如图所示，在正方形的四个顶点各固定一个点电荷，直