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二轮· 物理
情境命题 · 创新应用
关键能力 · 考向突破
限时训练 · 巩固提高
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第1讲 电场及带电粒子在电场中的运动
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电场的性质
1.电场强度的判断
(1)场强方向是电场中正电荷的受力方向,也是电场线上某点的切线方向。
(2)电场强弱可用电场线疏密判断。
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2.电势高低的比较
(1)根据电场线方向判断。沿着电场线方向,电势越来越低。
(2)将带电荷量为+q的电荷从电场中的某点移至无穷远处时,电场力做正功越多,则该点的电势越高。
(3)根据电势差UAB=φA-φB判断。若UAB>0,则φA>φB,反之φA<φB。
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3.电势能变化的判断
(1)根据电场力做功判断。若电场力对电荷做正功,电势能减少;反之则增加,即W=-ΔEp。
(2)根据能量守恒定律判断。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程,若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转化,总和保持不变,即当动能增加时,电势能减少。
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[典例1] (2022·河北卷)如图,真空中电荷量为2q和-q(q>0)的两个点电荷分别位于M点与N点,形成一个以MN延长线上O点为球心、电势为零的等势面(取无穷远处电势为零),P为MN连线上的一点,S为等势面与直线MN的交点,T为等势面上的一点。下列说法正确的是
( )
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A.P点电势低于S点电势
B.T点电场强度方向指向O点
C.除无穷远处外,MN直线上还存在两个电场强度为零的点
D.将正试探电荷q0从T点移到P点,静电力做正功
[答案] B
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由A选项分析可知,T点电势低于P点电势,则正电荷在T点的电势能低于在P点的电势能,将正试探电荷q0从T点移到P点,电势能增大,静电力做负功,故D错误;由于电场强度方向垂直等势面,可知T点的场强方向必过等势面的圆心,由平行四边形定则知,点电荷2q和q在T点产生的合场强必由T指向O,即T点电场方向指向O点,故B正确。
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1.(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( )
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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
C.将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做正功
D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零
答案:AB
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解析:两正点电荷在N点处产生的场强方向由N指向O,N点处于两负点电荷连线的垂直平分线上,则两负点电荷在N点产生的场强方向由N指向O,则N点处的合场强方向由N指向O,同理可知,两负点电荷在L点处产生的场强方向由O指向L,L点处于两正点电荷连线的垂直平分线上,两正点电荷在L点处产生的场强方向由O指向L,则L点处的合场强方向由O指向L,由于正方形两对角线相互垂直平分,则L和N两点处的电场方向相互垂直,A正确;正方形底边上的等量异号点电荷在M点产生的场强方向向左,而上方的等量异号点电荷在M点产生的场强方向向右,由于M点与上方等量异号点电荷距离较远,则M
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点的场强方向平行于该点处的切线,方向向左,B正确;由题图可知,M和O点位于两对等量异号点电荷的等势线上,即M点和O点电势相等,所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做的功为零,C错误;由题图结合等量异号点电荷模型可知,L点的电势低于N点电势,则将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做的功不为零,D错误。
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