11 专题三 第11讲　电场（教师用书）-【正禾一本通】2023高考物理高三二轮专题复习高效讲义（新教材）

专题三　电场与磁场 【建构知识体系】 第11讲　电场　► 对应学生用书P43 [命题规律]　1.命题角度：(1)电场的性质；(2)平行板电容器电场问题；(3)电场中的图像问题。2.常考题型：选择题。 核心考点1　电场的性质 【突破核心知识】 1．电场中各物理量的关系 2．电场中电势高低、电势能大小的判断 判断电势 的高低 根据电场线的方向判断 根据UAB＝φA－φB判断 根据电场力做功(或电势能)判断 判断电势 能的大小 根据Ep＝qφ判断 根据电场力做功(W＝－ΔEp)判断 3.电场力做功的计算方法 【练透必考角度】 考向一　库仑定律 1.(2018·全国卷Ⅰ)如图所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(　　) A．a、b的电荷同号，k＝ B．a、b的电荷异号，k＝ C．a、b的电荷同号，k＝ D．a、b的电荷异号，k＝ 解析：选D。由于小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，根据受力分析知，a、b的电荷异号。 根据库仑定律，a对c的库仑力为 Fa＝k0① b对c的库仑力为Fb＝k0② 设合力向左，如图所示，根据相似三角形得 ＝③ 联立①②③式得k＝||＝＝，故选D。 考向二　电场的叠加 2.(2022·山东潍坊一模)真空空间中有四个点o、a、b、c，任意两点间距离均为L，点d(未画出)到点o、a、b、c的距离均相等，如图所示。在a、b两点位置分别放置电荷量为q的正点电荷，在oc连线的某点处放置正点电荷Q，使得d点的电场强度为零。则Q的电荷量为(　　) A．q B．q C．q D．q 解析：选B。根据题意结合几何知识分析知d点的位置如图所示，已知o、a、b、c构成正四面体，则由于d与各点等距，所以d位于正四面体的中心，根据几何关系可得ad＝bd＝L，在a、b两点分别放置电荷量为q的正点电荷，由对称性分析得这两个点电荷在d点所产生的合场强方向垂直于oc，指向oc的中点e，根据几何关系可得de＝L，故若使d点的电场强度为零，则正点电荷Q应当放置于e点，正点电荷Q在e点所产生的场强为EQ＝＝，结合空间几何关系可知，a、b处电荷量为q的正点电荷在d点产生的合场强大小为E合＝2·＝·＝，因e点合场强为零，得E合＝EQ，解得Q＝q，B正确，A、C、D错误。 考向三　电场线(等势面)与粒子运动轨迹 3．(多选)(2021·江苏南京师范大学附中模拟)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称，下列说法正确的是(　　) A．A点电势低于B点电势 B．A点电场强度小于C点电场强度 C．烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能 D．烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能 解析：选AC。由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，A正确；由图可知，A点处电场线比C点处密集，因此A点的电场强度大于C点电场强度，B错误；烟尘颗粒带负电，从A到B的过程中，电场力做正功，动能增加，电势能减小，则烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确，D错误。 考向四　电场能的性质 4．(多选)(2020·山东卷)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 解析：选BD。作出两个固定点电荷分别在O点附近的电场线，由题意知，O点的场强EO＝0，则两点电荷分别在O点处产生电场的电场线疏密相同，进而推知O点左侧的电场方向向右，O点右侧的电场方向向左。可以判定：a点电势高于O点，b点电势低于c点，故A错误，B正确；由Ep＝φq可知，a点的电势高于b点，试探电荷(带负电)在a点的电势能比在b点的电势能小，故C错误；c点电势高于d点，试探电荷(带负电)在c点的电势能小于在d点的电势能，故D正确。 5．(多选)(2022·全国乙卷)如图，两对等量异号点电荷＋q、－q(q>0)固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则(　　) A．L和N两点处的电场方向相互垂直 B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左