新高考物理二輪復(fù)習(xí)講與練專題3.1 電場的性質(zhì)（講）（原卷版）

專題三電場和磁場（講）知識結(jié)構(gòu)考情分析近3年考情分析考點(diǎn)要求等級要求考題統(tǒng)計202220212020電場的性質(zhì)Ⅱ2022·上海卷·T162022·山東卷·T32022·全國乙卷·T212022·重慶卷·T82022·海南卷·T92022·浙江1月卷·T102022·重慶卷·T22022·江蘇卷·T92022·湖南卷·T22022·全國甲卷·T212022·全國乙卷·T192022·浙江6月卷·T92021·北京卷·T92021·全國乙卷·T202021·湖北卷·T112021·湖南卷·T92021·湖南卷·T42021·浙江省6月卷·T32021·浙江1月卷·T52021·全國乙卷·T152021·江蘇卷·T102021·遼寧卷·T62021·重慶卷·T42021·廣東卷·T62021·海南卷·T112021·湖北卷·T82021·全國甲卷·T192021·河北卷·T102021·山東卷·T62020·浙江1月卷·T132020·江蘇卷·T92020·浙江7月卷·T62020·海南卷·T102020·全國=2\*ROMANII卷·T202020·山東卷·T102020·浙江7月卷·T82020·北京卷·T72020·全國=3\*ROMANIII卷·T212020·浙江1月卷·T7帶電粒子在電場運(yùn)動Ⅱ2022·北京卷·T182022·江蘇卷·T152022·海南卷·T132022·遼寧卷·T142022·廣東卷·T142021·福建卷·T152020·全國=1\*ROMANI卷·T252020·天津卷·T13磁場的性質(zhì)Ⅱ2022·上海卷·T172022·上海卷·T152022·全國乙卷·T182022·北京卷·T112022·江蘇卷·T32022·湖南卷·T32022·浙江1月卷·T32022·全國甲卷·T252022·重慶卷·T52022·北京卷·T142022·北京卷·T72022·海南卷·T72022·廣東卷·T72022·全國甲卷·T182022·江蘇卷·T132022·遼寧卷·T82022·浙江6月卷·T152021·浙江1月卷·T82021·全國甲卷·T162021·福建卷·T62021·重慶卷·T92021·廣東卷·T52021·湖北卷·T92021·浙江省6月卷·T72021·浙江省6月卷·T152021·北京卷·T122021·全國乙卷·T162021·海南卷·T132020·浙江7月卷·T92020·浙江1月卷·T112020·全國=3\*ROMANIII卷·T142020·海南卷·T62020·全國=1\*ROMANI卷·T182020·全國=3\*ROMANIII卷·T182020·天津卷·T72020·全國=2\*ROMANII卷·T24帶電粒子在復(fù)合場運(yùn)動Ⅱ2022·浙江1月卷·T222022·山東卷·T172022·廣東卷·T82022·浙江1月卷·T72022·湖南卷·T132022·北京卷·T202022·浙江6月卷·T222021·遼寧卷·T152021·河北卷·T142021·全國甲卷·T252021·北京卷·T182021·福建卷·T22021·山東卷·T172021·江蘇卷·T152021·重慶卷·T142021·浙江省6月卷·T232021·天津卷·T132021·湖南卷·T132021·廣東卷·T142021·浙江1月卷·T232020·北京卷·T192020·山東卷·T17思維導(dǎo)圖3.1電場的性質(zhì)一、考情分析近3年考情分析考點(diǎn)要求等級要求考題統(tǒng)計202220212020電場強(qiáng)度和庫侖力作用下的平衡問題Ⅱ2022·上海卷·T162022·山東卷·T32022·全國乙卷·T212021·北京卷·T92021·全國乙卷·T202021·湖北卷·T112021·湖南卷·T92021·湖南卷·T42021·浙江省6月卷·T32020·浙江1月卷·T132020·江蘇卷·T92020·浙江7月卷·T6電場線的理解和應(yīng)用Ⅱ2022·重慶卷·T82022·海南卷·T92022·浙江1月卷·T102021·浙江1月卷·T52021·全國乙卷·T152021·江蘇卷·T102021·遼寧卷·T62021·天津卷·T82020·海南卷·T102020·全國=2\*ROMANII卷·T202020·山東卷·T102020·浙江7月卷·T82020·北京卷·T7電場能的性質(zhì)的理解Ⅱ2022·重慶卷·T22022·江蘇卷·T92022·湖南卷·T22022·全國甲卷·T212022·全國乙卷·T192022·浙江6月卷·T92021·重慶卷·T42021·廣東卷·T62021·海南卷·T112021·湖北卷·T82020·全國=3\*ROMANIII卷·T212020·浙江1月卷·T7電場中幾種常見圖象的特點(diǎn)及規(guī)律Ⅱ2021·全國甲卷·T192021·河北卷·T102021·山東卷·T6考情總結(jié)分析近年高考題可以看出，高考命題熱點(diǎn)主要集中在場強(qiáng)的疊加、電場線和等勢面的用途、電場力做功、電勢能的變化、電勢高低的判斷、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系、帶電粒子在電場中的運(yùn)動等。題型以選擇題為主。應(yīng)考策略2023年高考命題點(diǎn)會以電場線、等勢線為背景，結(jié)合場強(qiáng)、電勢、電勢能等基本概念進(jìn)行考查．備考中還要重視帶電粒子在電場中的加速、偏轉(zhuǎn)以及電容器的相關(guān)知識在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，如靜電除塵、電容式傳感器、噴墨打印機(jī)、示波器等．二、思維導(dǎo)圖講知識1．電場力的性質(zhì)(1)電場強(qiáng)度的定義式：E＝eq\f(F,q).(2)真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式：E＝eq\f(kQ,r2).(3)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系式：E＝eq\f(U,d).2．電場能的性質(zhì)(1)電勢的定義式：φ＝eq\f(Ep,q).(2)電勢差的定義式：UAB＝eq\f(WAB,q).(3)電勢差與電勢的關(guān)系式：UAB＝φA－φB.(4)電場力做功與電勢能的關(guān)系式：WAB＝EpA－EpB.3．熟記“面線”關(guān)系(1)電場線總是與等勢面垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．(2)電場線越密的地方，等差等勢面也越密．(3)沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功．四、講重點(diǎn)重點(diǎn)1電場強(qiáng)度和庫侖力作用下的平衡問題電場強(qiáng)度1．電場強(qiáng)度的三個計算公式2.電場的疊加①電場強(qiáng)度是矢量，電場中某點(diǎn)的幾個電場強(qiáng)度的合場強(qiáng)為各個電場強(qiáng)度的矢量和。②電勢是標(biāo)量，電場中某點(diǎn)幾個電場的電勢的總電勢為各個電勢的代數(shù)和。3.對稱法求電場強(qiáng)度庫侖力的平衡涉及庫侖力的平衡問題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力，具體步驟如下：注意庫侖力的方向：同性相斥，異性相吸，沿兩電荷連線方向.重點(diǎn)2電場線的理解和應(yīng)用1.電場線的應(yīng)用(1)在同一電場里，電場線越密的地方場強(qiáng)越大.(2)電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向.(3)沿電場線方向電勢逐漸降低.(4)電場線和等勢面在相交處互相垂直.2.電場線與軌跡問題判斷方法(1)“運(yùn)動與力兩線法”——畫出“速度線”(運(yùn)動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從兩者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情況.(2)“三不知時要用假設(shè)法”——電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向或等勢面電勢的高低、電荷運(yùn)動的方向，若已知其中的任意一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知，則要用假設(shè)法分別討論各種情況.重點(diǎn)3電場能的性質(zhì)的理解1.電勢高低的四種判斷方法(1)依據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢逐漸降低.(2)依據(jù)電場力做功：根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低.(3)電荷的正負(fù)：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低.(4)依據(jù)電勢能的高低：正電荷在電勢能大處電勢較高，負(fù)電荷在電勢能大處電勢較低.2.電勢能高低的四種判斷方法(1)做功判斷法：電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功，電勢能增大.(2)電荷電勢法：正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大.(3)公式法：由Ep＝qφ，將q、φ的大小、正負(fù)號一起代入公式進(jìn)行判斷.(4)能量守恒法：在電場中，若只有電場力做功時，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增大時，電勢能減小，反之電勢能增大.重點(diǎn)4電場中幾種常見圖象的特點(diǎn)及規(guī)律v-t圖象根據(jù)v-t圖象中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化，確定電場的方向、電勢高低及電勢能變化φ-x圖象(1)電場強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小，電場強(qiáng)度為零處，φ-x圖線存在極值，其切線的斜率為零；(2)在φ-x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的高低，并可根據(jù)電勢高低關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向；(3)在φ-x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化，可用WAB＝qUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后做出判斷E-x圖象(1)反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律；(2)E＞0表示場強(qiáng)沿x軸正方向，E＜0表示場強(qiáng)沿x軸負(fù)方向；(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小，兩點(diǎn)的電勢高低根據(jù)電場方向判定Ep-x圖象(1)反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律；(2)圖線的切線斜率大小等于電場力大小；(3)進(jìn)一步判斷場強(qiáng)、動能、加速度等隨位移的變化情況重點(diǎn)1電場強(qiáng)度和庫侖力作用下的平衡問題例1：（2023屆·河南安陽市高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，光滑絕緣水平面上有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B，帶異種電荷。有方向水平向右，大小為F的力作用在B上，當(dāng)A、B間的距離為L時，兩小球可保持相對靜止。若改用方向水平向左，大小為SKIPIF1<0F的力作用在A上，兩小球仍能保持相對靜止，則此時A、B間的距離為（）ASKIPIF1<0 B.L C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0訓(xùn)1：（2023屆·河南創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，SKIPIF1<0為邊長為L的正方形，O點(diǎn)為正方形的中心，在A、C兩處分別固定兩個等量異種點(diǎn)電荷SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，豎直絕緣細(xì)桿固定在SKIPIF1<0處，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（視為質(zhì)點(diǎn)）套在桿上。現(xiàn)將小球從B點(diǎn)由靜止釋放，小球通過O點(diǎn)時的速度大小為v。靜電力常量為k，小球與桿各處間的動摩擦因數(shù)相同。下列說法正確的是（）A.小球在B處時受到的電場力大小為SKIPIF1<0B.小球通過O點(diǎn)時所受桿的彈力大小為SKIPIF1<0C.小球通過O點(diǎn)時受到的滑動摩擦力最大D.小球通過D點(diǎn)時的速度大小為SKIPIF1<0重點(diǎn)2電場線的理解和應(yīng)用例2：（2023屆·江蘇中華中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試）靜電透鏡是電子透鏡的一種，它被廣泛應(yīng)用于電子器件（如陰極射線示波管）中。如圖所示，虛線是某電子透鏡中電場的等差等勢線，一電子在該電場中的運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示，SKIPIF1<0分別是軌跡與等勢線的交點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢為零，電子在A點(diǎn)的動能為32eV，在B點(diǎn)的電勢能為SKIPIF1<0，不計電子重力，下列說法正確的是（）A.電子一定是從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)B.電子在經(jīng)過等勢線c時的動能為32eVC.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的D.電子在關(guān)于等勢線d對稱的兩點(diǎn)所受電場力相同訓(xùn)2：（2023屆·人大附中高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示的實(shí)線為一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用，某同學(xué)根據(jù)此圖結(jié)合物理規(guī)律作出如下判斷，其中正確的是（）A.可判斷帶電粒子所帶電荷的符號 B.可判斷帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.可判斷帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的動能何處大 D.可判斷帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能何處大重點(diǎn)3電場能的性質(zhì)的理解例3：（2023屆·安徽省卓越縣中聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）類比是一種常用的思想方法，它通過“由此及彼”來幫助我們認(rèn)知新事物。有人用地理學(xué)中的“等高線”來類比靜電場中的“等勢線”，并繪制了一座“小山峰”，反映點(diǎn)電荷電場在SKIPIF1<0平面內(nèi)各點(diǎn)電勢SKIPIF1<0關(guān)系的圖像，如圖所示。繪制該圖時同樣默認(rèn)距點(diǎn)電荷無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則下列判斷中正確的是（）A.該圖像描述的是負(fù)點(diǎn)電荷的電場B.圖中SKIPIF1<0點(diǎn)對應(yīng)位置的場強(qiáng)比SKIPIF1<0點(diǎn)對應(yīng)位置的場強(qiáng)大C.圖中SKIPIF1<0點(diǎn)對應(yīng)位置的場強(qiáng)方向沿SKIPIF1<0所在曲線的切線方向斜向下D.點(diǎn)電荷在SKIPIF1<0點(diǎn)所對應(yīng)位置的電勢能一定比在SKIPIF1<0點(diǎn)所對應(yīng)位置的電勢能大訓(xùn)3：（2023屆·河北