10 专题三 第一讲 电场的基本性质（Word教参）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

第一讲　电场的基本性质 ◎高考命题分析 高考命题研究 四年考向分析 命题主线之 价值引领 1.科学本质、科学态度：以带电粒子转向器、气体—电子放大器、电容式加速度传感器等为试题背景，培养学生的学以致用的科学态度 2．社会责任：以立体空间、复杂的运动过程为试题背景，培养学生不畏困难、认真负责的态度，全心全意服务社会的品质 1.电场力的性质： 湖南卷(2023、2021)，重庆卷(2022、2021) 2．电场能的性质： 全国乙卷(2023、2021)，辽宁卷(2023)，山东卷(2023)，福建卷(2022)，湖南卷(2022)，全国卷Ⅱ(2020)，广东卷(2021) 3．电场中的图像问题： 山东卷(2021) 4．电场中的力与运动： 全国乙卷(2023)，浙江卷(2023、2022)，全国甲卷(2023)，天津卷(2020)，辽宁卷(2022)，湖北卷(2022) 命题主线之 能力引领 1.物理观念：在矢量的叠加运算，对电场性质、电场中图像的理解及应用中提升力与运动、能量的观念 2．科学思维：掌握过程分析法、图像法及守恒思想的应用，能解决力与运动、能量的综合性问题和临界、极值问题，提升推力论证、综合分析、模型构建的能力 [对应学生用书P51]   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。   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。 [诠释题1]　(2021·全国乙卷)如图甲所示，在一块很大的接地金属平板的上方固定一个负电荷。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乙中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。若将一个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．FM＜FN，EpM＞EpN　　 B．FM＞FN，EpM＞EpN C．FM＜FN，EpM＜EpN D．FM＞FN，EpM＜EpN A　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。   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。 [诠释题2]　(2022·重庆卷)如图所示的是某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则(　　) A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变 C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大 A　解析：极板之间电压U不变，极板上所带电荷量Q变少，根据电容定义式C＝可知电容器的电容C减小，D错误；根据电容的决定式C＝可知极板间距d增大，极板之间形成匀强电场，根据E＝可知极板间电场强度E减小，B、C错误；极板间距d增大，材料竖直方向尺度减小，A正确。 [对应学生用书P52] 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。 [例1]　(多选)(2023·山东卷)如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是(　　) A．F′点与C′点的电场强度大小相等 B．B′点与E′点的电场强度方向相同 C．A′点与F′点的电势差小于O′点与D′点的电势差 D．将试探电荷＋q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小 ACD　解析：单独分析六棱柱的上表面，由几何条件可知正电荷在OF中点K的场强方向垂直于OF，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，在F点的场强和OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D正确；由等量异种点电荷的电势分布可知φA′＝φ>0，φD′＝－φ<0，φO′＝0，φF′>0，因此φA′－φF′＝φ－φF′<φO′－φD′＝φ，C正确；由等量异种点电荷的对称性可知F′和C′电场