備戰(zhàn)高考之物理一輪復(fù)習(xí)講義18電場(chǎng)的描述新人教版

1、備戰(zhàn)高考之物理一輪復(fù)習(xí)講義：18 電場(chǎng)的描述（人教版）高頻考點(diǎn)：靜電場(chǎng)、電場(chǎng)線、等勢(shì)面、電場(chǎng)疊加、電場(chǎng)圖象、與電場(chǎng)力相關(guān)問(wèn)題等動(dòng)態(tài)發(fā)布：2011山東理綜第21題、2010全國(guó)理綜1第16題、2010上海物理第9題、2010山東理綜第20題、2011江蘇物理第8題、2011重慶理綜第19題、2010海南物理第4題、2010江蘇物理第5題、2010全國(guó)理綜2第17題、2011新課標(biāo)理綜第20題、2010安徽理綜第6題命題規(guī)律：電場(chǎng)是電荷周?chē)陀^存在的一種物質(zhì)。電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱物理量，表征電場(chǎng)力的特性。電場(chǎng)線是用來(lái)形象化描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的一簇曲線。電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)組成的面叫做等勢(shì)面。電場(chǎng)是

2、高中物理重要的知識(shí)點(diǎn)，是高考考查的重點(diǎn)，高考命題常以新情境來(lái)考查，而且經(jīng)常與其他知識(shí)綜合出題，難度中等。命題分析考查方式一 考查靜電場(chǎng)【命題分析】在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。根據(jù)電場(chǎng)線的疏密比較場(chǎng)強(qiáng)大?。桓鶕?jù)電場(chǎng)線方向，比較電勢(shì)高低，順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低。高考對(duì)靜電場(chǎng)考查難度中等。例1（2011山東理綜第21題）如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，mn為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于mn對(duì)稱(chēng)，b點(diǎn)位于mn上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是 a、 b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) b、 b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)c、 a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c

3、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 d、 試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能【解析】：在兩等量異號(hào)電荷連線上，中間點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最?。辉趦傻攘慨愄?hào)電荷連線的中垂線上，中間點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大；所以b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤b正確；由對(duì)稱(chēng)性可知，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，選項(xiàng)c正確；試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)d錯(cuò)誤?！敬鸢浮浚篵c【點(diǎn)評(píng)】要熟悉點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線、等量異號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線、等量同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)【答案】d【點(diǎn)評(píng)】考查靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的特點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)所學(xué)知識(shí)舉例逐個(gè)排除?？疾榉绞蕉?電場(chǎng)線【命題分析】 電場(chǎng)線是為了形象化描述電場(chǎng)引入的。高考一般給出電

4、場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布，考查電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)高低及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，難度中等或偏易。例3. （2010上海物理第9題）三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中a、b兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為ea、eb，電勢(shì)分別為ja、jb，則aeaeb，jajbbeaeb，jajb ceaeb，jajb deaeb，jajb 【解析】根據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小可知，eaeb；根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直可作出過(guò)a點(diǎn)的等勢(shì)面，由于沿電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降落，jajb；所以正確選項(xiàng)為c?！敬鸢浮縞【點(diǎn)評(píng)】此題給出三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖，根據(jù)電場(chǎng)線的特點(diǎn)判斷a、b兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)高低的關(guān)系，考查電場(chǎng)線與場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系。例4（2

5、010山東理綜第20題）某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，以下說(shuō)法正確的是ac點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)ba點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)c若將一試探電荷+q由a釋放，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)d若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-q，將一試探電荷+q由a移至b的過(guò)程中，電勢(shì)能減小【解析】根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可知b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，所以c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定小于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)b正確；由于電場(chǎng)線是曲線，電荷不可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-q，將一試探電荷+q由a移至b的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減

6、小，選項(xiàng)d正確【點(diǎn)評(píng)】本題考查電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生理解和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；考查方式三 等勢(shì)面【命題分析】等勢(shì)面是描述電場(chǎng)的方法之一。高考對(duì)等勢(shì)面的考查一般是根據(jù)給出的等勢(shì)面，考查相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，難度中等。 例5（2011江蘇物理第8題）一粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)，從b點(diǎn)射出，電場(chǎng)的等勢(shì)面和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，圖中左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面平行，不計(jì)粒子的重力。下列說(shuō)法正確的有a粒子帶負(fù)電荷b粒子的加速度先不變，后變小 c粒子的速度不斷增大 d粒子的電勢(shì)能先減小，后增大【解析】：由于帶電粒子軌跡向下彎曲，說(shuō)明粒子所受電場(chǎng)力向下，與彎曲等勢(shì)面垂直的電場(chǎng)線方向向上

7、，所以粒子帶負(fù)電荷，選項(xiàng)a正確；由于左側(cè)前三個(gè)等勢(shì)面平行，說(shuō)明左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度為恒定值，右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，所以粒子的加速度先不變，后變小，選項(xiàng)b正確；電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，粒子的動(dòng)能不斷減小，電勢(shì)能逐漸增大，粒子的速度不斷減小，選項(xiàng)cd錯(cuò)誤?！敬鸢浮縜b【點(diǎn)評(píng)】題中給出的等勢(shì)面是等差（相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等0等勢(shì)面?？疾榉绞剿?電場(chǎng)疊加場(chǎng)【命題分析】電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)疊加按照平行四邊形定則進(jìn)行。高考對(duì)電場(chǎng)疊加的考查難度中等偏難。例5（2011重慶理綜第19題）如圖所示，電量為+q和-q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有a. 體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)b. 體中心和

8、各邊中點(diǎn)c. 各面中心和各邊中點(diǎn)d. 體中心和各面中心【解析】：正方體對(duì)角均為等量異號(hào)電荷，在體中心產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加后為零；在每個(gè)面的四角的四個(gè)電荷在各面中心產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加后為零；對(duì)面的四角的四個(gè)電荷在該面中心產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加后為零；所以正確選項(xiàng)為d。【答案】d60°p n o m 【點(diǎn)評(píng)】此題考查點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)及電場(chǎng)的疊加，要注意對(duì)稱(chēng)性。例7（2010海南物理第4題）如右圖， m、n和p是以為直徑的半圈弧上的三點(diǎn)，o點(diǎn)為半圓弧的圓心，mop=60°電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于m、n兩點(diǎn)，這時(shí)o點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為e1；若將n點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至p點(diǎn)，則o點(diǎn)的場(chǎng)

9、強(qiáng)大小變?yōu)閑2，e1與e2之比為e1/2 e1/2 e2a12b 21c 2d4【解析】：依題意，每個(gè)點(diǎn)電荷在o點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為e1/2，則當(dāng)n點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至p點(diǎn)時(shí)，兩電荷在o點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，合場(chǎng)強(qiáng)大小為e2=e1/2，則e1e2=21，所以選項(xiàng)b正確。【答案】b【點(diǎn)評(píng)】此題考查點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)及電場(chǎng)的疊加，電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算要按照平行四邊形定則?？疾榉绞轿? 電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖象【命題分析】高考對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖象的考查頻率較高，難度中等。例8. （2010江蘇物理第5題）空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是ao點(diǎn)的電勢(shì)

10、最低bx2點(diǎn)的電勢(shì)最高cx1和- x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等dx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等【解析】o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，但電勢(shì)不一定最低，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；x2點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，但電勢(shì)不一定最高，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由u=ed可知電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖象與x軸所夾的面積表示電勢(shì)差，x1和- x1兩點(diǎn)的圖象與x軸所夾的面積相等，說(shuō)明這兩點(diǎn)與o點(diǎn)的電勢(shì)差相等，所以x1和- x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，選項(xiàng)c正確； x1和x3兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等，但與x軸所夾的面積不等，所以這兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。【答案】c【點(diǎn)評(píng)】此題考查電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖象與電勢(shì)的關(guān)系。題中所述電場(chǎng)可以看作同種等量電荷周?chē)碾妶?chǎng)（把連線看作為x軸，兩電荷連

11、線中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)）。若為同種等量正電荷，其電場(chǎng)分布和等勢(shì)面形狀如圖所示。考查方式六. 電勢(shì)隨位置變化規(guī)律圖象【命題分析】電勢(shì)是與電場(chǎng)直接相關(guān)的物理量。高考對(duì)電勢(shì)隨位置變化規(guī)律圖象的考查難度中等。例9（2011上海物理第14題）兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布，正確描述電勢(shì)隨位置變化規(guī)律的是圖 【解析】：根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，越靠近正點(diǎn)電荷處電勢(shì)越高，越靠近負(fù)點(diǎn)電荷處，電勢(shì)越低，可知正確描述電勢(shì)隨位置變化規(guī)律的是圖a?！敬鸢浮?a【點(diǎn)評(píng)】此題考查電勢(shì)隨位置變化規(guī)律。考查方式七. 與電場(chǎng)力相關(guān)問(wèn)題【命題分析】電場(chǎng)力是與電場(chǎng)強(qiáng)度直接相關(guān)的物理量。高考與電場(chǎng)力相關(guān)問(wèn)題的考查難度中【點(diǎn)評(píng)

12、】此題考查電場(chǎng)力與平衡問(wèn)題。例11. （2011新課標(biāo)理綜卷第20題）一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c。已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度e的方向，下列圖示可能正確的是（虛線是曲線b點(diǎn)的切線）【解析】：根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的，質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力一定做負(fù)功，所受電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向夾角大于90°，所以圖示可能正確的是d?！敬鸢浮浚篸epy/moox/m圖10【點(diǎn)評(píng)】負(fù)點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的方向相反?？疾榉绞桨? 電勢(shì)差表達(dá)式【命題分析】電勢(shì)差是電場(chǎng)中的重要物理量，電勢(shì)差可以用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表達(dá)。高考對(duì)電勢(shì)差表達(dá)式的考查難度中等。例12（2010安徽理綜第6題）.如圖10所示，在x o y平面內(nèi)有一個(gè)以o為圓心、半徑r=0.1m的圓，p為圓周上的一點(diǎn)，o、p兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為q。若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小e=100v/m，則o、p兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為a. uop=-10sinq (v) b. uop=10sinq (v) c. uo