第10讲 静电场-2024年高考物理二轮复习二十五讲

2024高考二轮复习二十五讲 第10讲、静电场 第一部分 织网点睛，纲举目张 1．电场强度的三个公式 2．电场能的性质 3．等势面与电场线的关系 (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。 4．电容、电容器 (1)电容：①定义式：C＝或C＝； ②决定式：C＝。 (2)平行板电容器的两类动态分析 两种情况 电路结构 动态分析 电容器始终接在恒压电源上 U不变 d↑→C↓→Q↓ d↑→E↓ S↑→C↑→Q↑ 电容器充电后断电 Q不变 d↑→C↓→U↑ →E不变 S↑→C↑→ U↓→E↓ 5.磁场的叠加及安培力 (1)地磁场的分布：北半球，竖直分量向下；南半球，竖直分量向上；地球上各处，水平分量向北；赤道上空，磁感应强度水平向北。 (2)磁场的叠加：几根通电导线的磁场的叠加——安培定则(右手螺旋定则)，磁感应强度垂直于半径线；遵循矢量叠加。 (3)安培力 6．带电粒子在磁场中的受力情况 (1)磁场只对不沿磁感线运动的电荷有力的作用，对静止的电荷或沿磁感线运动的电荷无力的作用。 (2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为F＝qvBsin θ，注意：θ为v与B的夹角；F的方向由左手定则判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向。 (3)洛伦兹力做功的特点：由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功。 第二部分 实战训练，高考真题演练 1. （2023高考全国乙卷）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP > OM，OM = ON，则小球（ ） A. 在运动过程中，电势能先增加后减少 B. 在P点的电势能大于在N点的电势能 C. 在M点的机械能等于在N点的机械能 D. 从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功 【参考答案】BC 【命题意图】本题考查带电小球在点电荷电场中的运动及其相关知识点。 【解题思路】在带电小球运动过程中，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，A错误；由于OP＞ON，P点的电势低于N点的电势，小球在P点的电势能大于在N点的电势能，B正确；由于OM=ON，MN两点处于正点电荷电场的同一等势面上，只有重力做功，机械能守恒，可知小球在M点的机械能等于在N点的机械能，C正确；小球从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后克服电场力做功，D错误。 【规律总结】带电粒子沿等势面运动，电场力对带电粒子不做功。 2 （2023高考全国甲卷）在一些电子设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚焦。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确的是 A. B. C. D. 【参考答案】D 【命题意图】本题考查对电场线的理解，电子在非匀强电场中的运动及其相关知识点。 【解题思路】根据电子所受电场力与电场线切线方向相反，且指向轨迹的凹侧，可知正确的是D。 3. （2023学业水平等级考试上海卷）如图所示，a为匀强电场，b为非匀强电场，三个电荷用绝缘轻杆连接成正三角形，则整个系统所受合力的情况是 A. a为0，b为0 B. a为0，b不为0 C. a不为0，b为0 D. a不为0，b不为0 【参考答案】B 【名师解析】a为匀强电场，整个系统所受电场力为零，b为非匀强电场，整个系统所受电场力不为零，B正确。 4. （2023学业水平等级考试上海卷）空间内有一电场，其电势在x轴上分布如图所示。在该电场中一负电荷的电势能随x变化的图像可能正确的是 【参考答案】C 【名师解析】根据电势与电势能的关系可知，Ep=-qφ，所以则t=8T时在C、D之间的波形图为图像C。 5. （2023学业水平等级考试上海卷）三个大小相同的导体小球x、y、z分别带电+4μC、0μC和-10μC，小球x先于小球y接触，分开后小球y再与小球z接触，最后小球y的带电量为 A. -4μC B. -3μC C.-2μC D.-1μC 【参考答案】A【名师解析】根据完全相同导体小球接触后电荷量均分，可知x先于小球y接触，分开后小球y带电荷量为+2C，再与小球z接触，先中和后将剩余-8C均分，最后小球y的带电量为-4C，A正确。 6. （2023高考湖北卷）在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为、，电场强度大小分别为、。下列说法正确的是（　　） A. 若，则M点到电荷Q的距离比N点的远