電場(chǎng)是高中物理中研究的重點(diǎn)之一，也是高考命題重點(diǎn)之一。高考對(duì)電場(chǎng)的考查每年每份試卷都有2個(gè)以上的題，分值占總分的12~20%。高考對(duì)電場(chǎng)的考查涉及的知識(shí)點(diǎn)主要是：庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力、電勢(shì)和電勢(shì)能、電勢(shì)差、電容器和電容、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和類平拋運(yùn)動(dòng)等。
核心考點(diǎn)一、庫(kù)侖定律
【核心內(nèi)容解讀】真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力與兩個(gè)電荷的電荷量乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比。庫(kù)侖定律是靜電場(chǎng)中的重要定律，利用庫(kù)侖定律解答可采用比例法。兩個(gè)完全相同的帶同號(hào)電荷的金屬小球接觸后電荷量平分；兩個(gè)完全相同的帶異號(hào)電荷的金屬小球接觸后，先中和后平分。
預(yù)測(cè)題1. 使兩個(gè)完全相同的金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷）分別帶上-3Q和+5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F1�，F(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F2。則F1與F2之比為（ ）
A．2∶1 B．4∶1 C．16∶1 D．60∶1
解析：由庫(kù)侖定律得F1=15kQ2/a2，兩小球相互接觸后每個(gè)小球帶電量Q，固定在相距為2a的兩點(diǎn)時(shí)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F2= kQ2/(2a)2，F(xiàn)1∶F2=60∶1。選項(xiàng)D正確。
答案：D
【名師點(diǎn)評(píng)】此題以異號(hào)點(diǎn)電荷接觸后再放回原處為情景，意在考查電荷守恒定律和庫(kù)侖定律。
預(yù)測(cè)題2.半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有等量的電荷，相隔較遠(yuǎn)的距離，兩球之間的吸引力大小為F，今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)A、B兩球之間作用力的大小是
（A）F/4 （B）3F/4 （C）F/8 （D） 3F/8
解析：設(shè)金屬小球A、B帶有等量的電荷Q，第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先與A接觸，電量平分，各帶Q/2；后與B球接觸，先中和后電量平分，各帶Q/4；移開，由庫(kù)侖定律，F(xiàn)’=k = F/8，選項(xiàng)C正確。
答案：C
【名師點(diǎn)評(píng)】此題以三個(gè)小球相互接觸切入，意在考查電荷守恒定律和庫(kù)侖定律。
預(yù)測(cè)題3．如圖所示，將兩個(gè)擺長(zhǎng)均為l的單擺懸于O點(diǎn)，擺球質(zhì)量均為，帶電量均為q（q>0）。將另一個(gè)帶電量也為q（q>0）的小球從O點(diǎn)正下方較遠(yuǎn)處緩慢移向O點(diǎn)，當(dāng)三個(gè)帶電小球分別處在等邊三角形abc的三個(gè)頂點(diǎn)上時(shí)，擺線的夾角恰好為120°，則此時(shí)擺線上的拉力大小等于（ ）
A． B．
C． D．
解析：對(duì)a球受力分析，設(shè)擺線上的拉力為F，由平衡條件，
在豎直方向，F(xiàn)cos60°+k cos30°=g，
在水平方向，F(xiàn)cos30°=k (1+cos60°)，聯(lián)立解得F=g。
答案：B
【名師點(diǎn)評(píng)】此題考查帶電小球的平衡問題。
核心考點(diǎn)二、電場(chǎng)線
預(yù)測(cè)題1.在光滑絕緣的水平桌面上，存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線如圖中實(shí)線所示。一帶正電、初速度不為零的小球從桌面上的A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，到C點(diǎn)時(shí)，突然受到一個(gè)外加的水平恒力F作用而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，v表示小球在C點(diǎn)的速度。則下列判斷中正確的是 ( )
A. 小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能小 B. 恒力F的方向可能水平向左 C. 恒力F的方向可能與v方向相反 D. 在 A、B兩點(diǎn)小球的速率不可能相等 解析：小球由A到B運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減小，小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，恒力 F的方向可能水平向左，選項(xiàng)B正確C錯(cuò)誤；若小球由A到B運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做功與恒力做功相等，則在 A、B兩點(diǎn)小球的速率相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案： B
【名師點(diǎn)評(píng)】分析解答時(shí)要注意應(yīng)用帶電粒子所受合外力方向指向軌跡彎曲的方向。
預(yù)測(cè)題2．一對(duì)等量正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線（實(shí)線）和等勢(shì)線（虛線）如圖所示，圖中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度分別是EA、EB，電勢(shì)分別是φA、φB，負(fù)電荷q在A、B時(shí)的電勢(shì)能分別是EPA、EPB，下列判斷正確的是（ ）
A．EA>EB，φA>φB ，EP A< EPB
B．EA>EB，φA<φB ，EPA< EPB
C．EA< EB，φA>φB ，EPA> EPB
D．EA<EB，φA<φB ，EPA> EPB
解析：根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，可知EA>EB，根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知φA>φB ，負(fù)電荷q所在處電勢(shì)越高電勢(shì)能越小，EP A< EPB 。所以選項(xiàng)A正確。
答案：A
【名師點(diǎn)評(píng)】電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直。在兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線上中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，在連線的中垂線上，關(guān)于連線中點(diǎn)對(duì)稱有兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大，且方向相反。
預(yù)測(cè)題3.圖為一頭大一頭小的導(dǎo)體周圍等勢(shì)面和電場(chǎng)線（帶有箭頭為電場(chǎng)線）示意圖，已知兩個(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)之差相等，則（ ）
A．a(chǎn)點(diǎn)和d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相同
B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)一定低于b點(diǎn)的電勢(shì)
C．將負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功
D．將正電荷從c點(diǎn)沿虛線移到e點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大
解析：由圖可知，a點(diǎn)和d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，a點(diǎn)的電勢(shì)一定低于b點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)B正確；由于c、d兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面，將負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將正電荷從c點(diǎn)沿虛線移到e點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案：B
【名師點(diǎn)評(píng)】帶電導(dǎo)體為一等勢(shì)體，電場(chǎng)線方向與導(dǎo)體表面垂直。
核心考點(diǎn)三、等勢(shì)面
預(yù)測(cè)題1．如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab = Ubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知 （ ）
A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高
B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大
C．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)大
D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大
解析：根據(jù)帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可知質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向由a等勢(shì)面指向c等勢(shì)面，電場(chǎng)線垂直等勢(shì)面由a指向c，三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高，選項(xiàng)A正確；帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大，選項(xiàng)B正確；由質(zhì)點(diǎn)電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變可得帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)圖中P點(diǎn)處的等電勢(shì)差的等勢(shì)面比Q點(diǎn)處密，P點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)處大，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)所受電場(chǎng)力比通過Q點(diǎn)時(shí)大，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大，選項(xiàng)D正確。
答案：BAD
【名師點(diǎn)評(píng)】等電勢(shì)差的等勢(shì)面密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小；等距等勢(shì)面電勢(shì)差大處電場(chǎng)強(qiáng)度大，電勢(shì)差小處電場(chǎng)強(qiáng)度小。
預(yù)測(cè)題2．如圖所示，實(shí)線為電視機(jī)顯像管主聚焦電場(chǎng)中的等勢(shì)面。a、b、c、d為圓上的四個(gè)點(diǎn)，則下列說法中正確的是
A．a(chǎn)、b、c、d 四點(diǎn)電勢(shì)不等，但電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B．一電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為0.6eV
C．若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場(chǎng)區(qū)域，將做加速度先增加后減小的加速直線運(yùn)動(dòng)
D．一束電子從左側(cè)平行于中心軸線進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，將會(huì)從右側(cè)平行于中心軸線穿出
解析：a、b、c、d 四點(diǎn)電勢(shì)不等，但電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為e(0.80-0.20)V=0.6eV，選項(xiàng)B正確；若一電子從左側(cè)沿中心軸線穿越電場(chǎng)區(qū)域，將做加速度先增加后減小的加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；一束電子從左側(cè)平行于中心軸線進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，從右側(cè)穿出時(shí)將散開，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案：BC
【名師點(diǎn)評(píng)】此題以電視機(jī)顯像管主聚焦電場(chǎng)中的等勢(shì)面切入，意在考查對(duì)等勢(shì)面的理解和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
核心考點(diǎn)四、場(chǎng)強(qiáng)圖象與電勢(shì)圖象
預(yù)測(cè)題1.空間存在一沿x軸方向的靜電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，圖線關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，A、B是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)。電子在該電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，則（ ）
A．電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等
B．電子在A、B兩點(diǎn)的加速度方向相反
C．電子從A點(diǎn)由靜止釋放后的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是曲線
D．取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則O點(diǎn)處電勢(shì)亦為零
【解析】由于A、B是x軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為負(fù)值，B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為正值，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。所以A、B兩點(diǎn)等電勢(shì)，電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，選項(xiàng)A正確；A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，電子在A、B兩點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小相等，方向相反，由牛頓第二定律可知，電子在A、B兩點(diǎn)的加速度方向相反，選項(xiàng)B正確；的加速度方向相反。電子從A點(diǎn)由靜止釋放后，在AB之間在靜電力的作用下將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則O點(diǎn)處電勢(shì)一定大于零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【答案】AB
【名師點(diǎn)評(píng)】此題給出的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系圖，實(shí)質(zhì)是沿x軸關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱放置的兩個(gè)等量負(fù)電荷的沿x軸方向的靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的關(guān)系圖。
預(yù)測(cè)題2．兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中C點(diǎn)電勢(shì)最高，則
A．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零
B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零
C．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸正方向
D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功
解析：根據(jù)沿電場(chǎng)線方向，電場(chǎng)強(qiáng)度等于電勢(shì)變化與位移變化的比值，即E=△φ/△x，C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；根據(jù)電勢(shì)從N到C電勢(shì)升高，NC間場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，選項(xiàng)D正確。
答案：AD
【名師點(diǎn)評(píng)】此題給出的沿x軸方向電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系圖象，描述的是處于坐標(biāo)原點(diǎn)的正電荷q1和處于點(diǎn)的負(fù)電荷q2的電場(chǎng)電勢(shì)圖象。根據(jù)C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零，q1>q2.。
核心考點(diǎn)五、空間電場(chǎng)問題
預(yù)測(cè)題1.在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中，有一四面體C-AOB，C、A、O、B為四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，且O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0,L,0)、 C(0,0,L)，D(2L,0,0)是x軸上一點(diǎn)，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定著+Q的點(diǎn)電荷，下列說法正確的是
A.A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.電勢(shì)差UOA =UAD
C.將一電子由C點(diǎn)分別移動(dòng)到A、B兩點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同
D.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在D點(diǎn)的電勢(shì)能
【解析】由于A、B、C三點(diǎn)到+Q的點(diǎn)電荷距離相同，所以A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)。根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特征，電勢(shì)差UOA >UAD ,選項(xiàng)B錯(cuò)。A、B、C三點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，將一電子由C點(diǎn)分別移動(dòng)到A、B兩點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同，選項(xiàng)C正確；由于A點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)，電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在D點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)D錯(cuò)。
【答案】C
【名師點(diǎn)評(píng)】此題考查電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電場(chǎng)力做功等知識(shí)點(diǎn)的掌握及學(xué)生空間想象能力。
預(yù)測(cè)題2.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場(chǎng)方向與面ABCD垂直。下列說法正確的是
A．AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與AA＇兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA＇相等
B．帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功
C．帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電勢(shì)能減小
D．帶電粒子沿對(duì)角線AC＇與沿路徑A→B→C＇，從A點(diǎn)到C＇點(diǎn)電場(chǎng)力做功相同
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