押第7题：静电场-备战2024年高考物理临考题号押题（辽宁、黑龙江、吉林专用）

押第7题 静电场 静电场模块，主要研究电场力和能的性质，以及电容器和带电粒子在匀强电场中的运动问题。前者重在对场的理解，后者更注重解决运动问题，且通常和磁场进行结合考察。该模块各知识点关联性强，考察同学们综合分析判断、解决问题能力，主要考点如下表： 考点 细分 电场力的性质 库仑定律 电场强度的三种解法、叠加性 点电荷、等量同（异）号电荷产生的电场的特点 电场能的性质 电势能、电势的增减判断 电场强度与电势差的关系 电场线、等势线、轨迹线综合问题 电场中的图像 E-x、Ep-x、-x图像 粒子运动的v-t图像 带电粒子在电场中的运动 电容器、带电粒子的加速、偏转等问题 1. （2023年·辽宁卷）（多选）图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（　　） A. P点电势比M点的低 B. P点电场强度大小比M点的大 C. M点电场强度方向沿z轴正方向 D. 沿x轴运动的带电粒子，电势能不变 2.（2021年·辽宁卷）等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为F和F，则（　　） A．，Fa>Fb B．，Fa<Fb C．，Fa>Fb D．，Fa<Fb 1．电场强度的三个公式 2．电场能的性质 2.1 电势能的增减判断方法 做功法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。（与电荷正负无关） 电势法：对于正（负）电荷，电势越高，所在位置电势能越大（小）。（即正电荷的电势能与电势同变化，负电荷反变化） 电性法：同种电荷相距越近（远），电势能越大（小）；异种电荷相距越近（远），电势能越小（大）。 2.2 电势的增减判断方法 电场线法：沿电场线方向，电势降低。 场源电荷法：离正场源电荷越近，电势越高；离负场源电荷越近，电势越低。 电势能法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 2.3 匀强电场中的推论及平分法求电势 在匀强电场中，如线段AB∥CD，且AB=CD，则UAB=UCD；UAC=UBD 平分法解题步骤 （1）确定所给中电势最高和最低点，将两点连接 （2）根据第三点的电势，将（1）中连线平分为等距的n段 （3）找到连线上与第三点电势相同的第四点，连接第三、四点得到等势面 （4）做垂直于等势面的直线，根据电势降低方向画出电场强度方向 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.电场中的图像问题 E­x图线 (1)由图线确定电场强度的变化情况，E>0表示场强沿正方向，E<0表示场强沿负方向。 (2)E­x图线与x轴所围成的面积表示电势差，如果取x＝0处为电势零点，则可由图像的面积分析各点电势的高低，综合分析粒子的运动，进一步确定粒子的电性、电场力做功及粒子的动能变化、电势能变化等情况。 φ ­x图像 (1)电场强度的大小等于φ ­x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ ­x图线存在极值，其切线的斜率为零。 (2)在φ ­x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。 (3)在φ ­x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。　　 Ep­x图像 (1)描述电势能随位移变化的规律。 (2)根据电势能的变化可以判断电场力做功的正、负。 (3)根据W＝－ΔEp＝Fx，图像Ep­x的斜率的绝对值表示电场力的大小。 电场中带电粒子的v­t图像 根据v ­t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。　 5. 电场中轨迹类问题 6．库仑力 涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下： 7．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↓ 1．如图所示，在匀强电场中的点固定一点电荷是以点为球心的同一球面上的点