专题三 第一讲 电场的基本性质（Word教参）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 多选版）

专题三　电场与磁场 ———————————————————————————— 第一讲　电场的基本性质 要点一 电场力的性质 判断电场强弱的两种方法 1．根据电场线的疏密判断：电场线越密集的空间电场强度越大。 2．根据公式E＝k 和场强叠加原理判断。 (2022·山东烟台模拟)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点。下列说法正确的是(　C　) A．N点场强的方向是从N点指向M点 B．M点场强一定大于N点场强 C．M点电势一定高于N点电势 D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功 解析：由图可知，N点场强的方向是从M点指向N点，A错误；N点处电场线密，则场强大，B错误；沿电场线方向，电势降低，所以M点电势比N点电势高，C正确；将电子从M点移到N点，由于电子受到的电场力方向是从N点指向M点，即电场力方向与位移方向相反，所以电场力做负功，D错误。 要点二 电场能的性质 1．电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。 2．电场线越密的地方，等差等势面也越密。 3．沿等势面移动电荷，电场力不做功；沿电场线移动电荷，电场力一定做功。 1．静电力做功的求解方法 (1)由功的定义式W＝Fl cos α求解。 (2)利用结论“电场力做的功等于电荷电势能增量的负值”求解，即W＝－ΔEp。 (3)利用WAB＝qUAB求解。 2．电场中的功能关系 (1) 若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。 (2) 若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。 (2021·全国乙卷)如图(a)，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN，相应的电势能分别为EpM和EpN，则(　A　) A.FM＜FN，EpM＞EpN　　　 B．FM＞FN，EpM＞EpN C．FM＜FN，EpM＜EpN D．FM＞FN，EpM＜EpN 解析：等势面的疏密反映电场强度的大小，故N点的电场强度大于M点的电场强度，同一正的试探电荷在N点受到的电场力大，即FM＜FN；在负的点电荷形成的电场中，离负点电荷越近，电势越低，正的试探电荷的电势能越小，故φM＞φN，EpM＞EpN，A正确。 要点三 平行板电容器及其电场 1．电容器始终与电源相连时，两极板间的电势差U保持不变，E＝。 2．充电后与电源断开时，电容器所带的电荷量Q保持不变，E∝，改变两极板距离，场强不变。 (北京卷改编)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，实验前，使电容器带上一定量的电荷。下列说法正确的是(　D　) A．实验中，只将电容器b板向左平移，电容器的电荷量减小 B．实验中，只将电容器b板向上平移，电容器的电压减小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容不变 解析：只将电容器b板向左平移，由电荷守恒定律可知，电容器的电荷量Q不变，A错误。只将电容器b板向上平移，正对面积S变小，由C＝ 可知电容C变小；由于Q不变，由C＝ 可知U变大，B错误。只在极板间插入有机玻璃板，相对介电常数εr变大，由C＝ 可知电容C变大；由于Q不变，由C＝ 可知U变小，静电计指针的张角变小，C错误；只增加极板带电量Q，电容C不变，由C＝ 可知静电计指针的张角变大， D正确。 热点1 电场的性质 1．判断电势高低的思路 (1)根据电场线的方向判断：沿电场线方向，电势逐渐降低。 (2)由UAB＝ 分析判断。 (3)根据电场力做功(或电势能)判断。 2．判断电势能大小的思路 (1)根据Ep＝qφ判断。 (2)根据ΔEp＝－W电，由电场力做功判断。 (2021·全国甲卷)(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(　BD　) 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 解析：由图像可知φb＝φe，则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，故A错误；由图像可知φa＝3 V，φd＝7 V，根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad＝Epa－Epd＝(φa－φd)·(－e)＝4 eV，故B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，故C错误；由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如图所示， 可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，故D正确。 [库仑力的合成，发散思维](2021·广东珠海二模)如