专题13 电场能的性质 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题13 电场能的性质 目录 专题13 电场能的性质 1 考向一　电场线的理解和应用 1 考查方式一 等量异(同)种电荷电场线的分布 2 考查方式二 电场线中带电粒子的运动分析 2 考查方式三 根据粒子运动情况判断电场线分布 3 考向二　电势差与电场强度的关系 4 考查方式一 在匀强电场中由公式U＝Ed得出的“一式二结论” 4 考查方式二 U＝Ed在非匀强电场中的应用 5 考向四　电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题 6 考查方式一 带电粒子运动轨迹的分析 7 考查方式二 等势面的综合应用 7 考向五 几种常见图象的特点及规律 8 考查方式一 v－t图象 8 考查方式二　φ－x图象 9 考查方式三 E－x图象 10 考查方式四 Ep－x图象 10 【题型演练】 12 考向一　电场线的理解和应用 1．电场线的用途 (1)判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反． (2)判断电场强度的大小(定性)——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小． (3)判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向． (4)判断等势面的疏密——电场线越密的地方，等差等势面越密集；电场线越疏的地方，等差等势面越稀疏． 2．两种等量点电荷的电场 比较 等量异种点电荷 等量同种点电荷 电场线分布图 连线中点O的电场强度 在电荷连线上，中点O的电场强度最小，指向负电荷一方 为零 连线上的电场强度大小 沿连线先变小，再变大 沿连线先变小，再变大 沿中垂线由O点向外电场强度大小 O点最大，向外逐渐减小 O点最小，向外先变大后变小 关于O点对称的A与A′、B与B′的电场强度 等大同向 等大反向 考查方式一 等量异(同)种电荷电场线的分布 【典例1】如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷＋Q和－Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点．a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点．下列说法中正确的是(　　) A．a点的场强大于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小 B．a点的场强小于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大 C．a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小 D．a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大 考查方式二 电场线中带电粒子的运动分析 (1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况． (2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面．若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况． 【典例2】如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则(　　) A．aa>ab>ac，va>vc>vb B．aa>ab>ac，vb>vc> va C．ab>ac>aa，vb>vc> va D．ab>ac>aa，va>vc>vb 考查方式三 根据粒子运动情况判断电场线分布 【典例3】一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的(　　) 考向二　电势差与电场强度的关系 1．公式E＝的三点注意 (1)只适用于匀强电场． (2)d为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离． (3)电场强度的方向是电势降低最快的方向． 2.电场线、电势、电场强度的关系 (1)电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向． (2)电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面． (3)电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高． 3．E＝在非匀强电场中的三点妙用 判断电势差大小及电势高低 距离相等的两点间的电势