专题九 主题一 电场性质的三类高频考向（Word教参）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

学前必明·一网在胸|有哪些知识·知识间有怎么样的联系 专题九　电场和磁场的性质 电场和磁场的性质在高考考查的命题点主要集中在：点电荷形成的电场的叠加问题，电场中的图像问题，电势和电势能高低的比较问题，磁场中磁感应强度的叠加问题，左手定则和安培定则的应用，安培力和洛伦兹力的计算。试题难度中等，单独命题多以选择题的形式呈现。针对本专题的命题难点，在二轮复习时除掌握电场和磁场的基本知识外，应重点训练电场、磁场中的叠加问题及电场中的图像问题，同时要善于把叠加中的三维立体空间问题转化为二维平面问题。 本专题共设计2个教学主题，建议用时1课时 主题一　电场性质的三类高频考向 考向(一)　电场强度的分析与求解 1．电场强度的计算公式 2．特殊电场强度的求解方法 常用方法 解题技巧 示例 对称法 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化 补偿法 将有缺口的带电圆环补为完整圆环，或将半球面补为完整球面，然后再应用对称的特点进行分析，有时还要用到微元思想 微元法 将带电体分成许多电荷元，每个电荷元看成点电荷，先根据点电荷场强公式求出每个电荷元的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强 等效法 利用等效思维方法处理问题时，关键是确定等效电荷的电荷量及其位置 [考法全训] 1．(2023·江苏无锡模拟)北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，奥运圣火在其中央点燃，让全世界惊叹。某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则(　 ) A．a、b两点电势差Uab大于b、c两点电势差Ubc B．a、c两点的电势相等 C．b、d两点的场强相等 D．正的试探电荷从b点到d点电势能增加 解析：选C　根据对称性可知Uab＝Ubc，故A错误；沿着电场线方向电势降低，靠近正电荷的电势高，则a点的电势比c点的电势高，故B错误；根据对称性可知，b、d两点的场强相等，故C正确；根据对称性可知，b、d两点电势相等，正的试探电荷从b点到d点电场力不做功，电势能不变，故D错误。 2．(2023·山东高考)(多选)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 解析：选ACD　由等量异种电荷的对称性可知F′点和C′点的电场强度大小相等，B′点和E′点的电场强度方向不同，A正确，B错误；根据电场中电势的特点，有φA′>φF′>φO′>φD′，且UA′O′＝UO′D′，所以UA′F′<UA′O′＝UO′D′，C正确；如图所示，由几何条件可知，A点处正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF，则此处合场强与FO的夹角为锐角，A、D两处点电荷在F点的合场强和FO的夹角为钝角，因此将＋q从F点移到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。 考向(二)　电场中的“三线”(电场线、等势线、轨迹线)问题 “三线”问题的破题思路 运动与力两线法 画出运动轨迹在初始位置的切线(即“速度线”)与在初始位置电场线的切线(即“力线”)分析，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况，也可根据曲线运动的轨迹反过来判断带电粒子的受力情况。 三不知时要假设 运动电荷的正负、电场强度的方向(或等势面的高低)、电荷的运动方向，是此类试题中常见的相互制约关系。若已知其中的任一个，即可顺次分析判断出各待求解量；若三个制约因素均不知，则一般要采用“假设法”进行讨论，即将一个制约因素的全部情况假设出来(如电荷的正负等)，然后分别进行讨论分析。 [典例]　如图所示是利用高压电场干燥中药的基本原理，在大导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生非匀强电场E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电荷，另一端带等量负电荷；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，则下列说法正确的是(　 ) A．水分子在B处时，上端带正电荷，下端带负电荷 B．水分子在B处时，带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力 C．水分子运动轨迹上B、C和D点的电势大小关系为φD>φB>φC D．如果把高压直流电源的正负极反接，水分子从A处开始将向下运动 [解析]　水分子在B处时，电场