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

專題三電場(chǎng)和磁場(chǎng)（講）知識(shí)結(jié)構(gòu)考情分析近3年考情分析考點(diǎn)要求等級(jí)要求考題統(tǒng)計(jì)202220212020電場(chǎng)的性質(zhì)Ⅱ2022·上海卷·T162022·山東卷·T32022·全國(guó)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(guó)甲卷·T212022·全國(guó)乙卷·T192022·浙江6月卷·T92021·北京卷·T92021·全國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)=2\*ROMANII卷·T202020·山東卷·T102020·浙江7月卷·T82020·北京卷·T72020·全國(guó)=3\*ROMANIII卷·T212020·浙江1月卷·T7帶電粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)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(guó)=1\*ROMANI卷·T252020·天津卷·T13磁場(chǎng)的性質(zhì)Ⅱ2022·上海卷·T172022·上海卷·T152022·全國(guó)乙卷·T182022·北京卷·T112022·江蘇卷·T32022·湖南卷·T32022·浙江1月卷·T32022·全國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)乙卷·T162021·海南卷·T132020·浙江7月卷·T92020·浙江1月卷·T112020·全國(guó)=3\*ROMANIII卷·T142020·海南卷·T62020·全國(guó)=1\*ROMANI卷·T182020·全國(guó)=3\*ROMANIII卷·T182020·天津卷·T72020·全國(guó)=2\*ROMANII卷·T24帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)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(guó)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(chǎng)的性質(zhì)一、考情分析近3年考情分析考點(diǎn)要求等級(jí)要求考題統(tǒng)計(jì)202220212020電場(chǎng)強(qiáng)度和庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題Ⅱ2022·上海卷·T162022·山東卷·T32022·全國(guó)乙卷·T212021·北京卷·T92021·全國(guó)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(chǎng)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(guó)乙卷·T152021·江蘇卷·T102021·遼寧卷·T62021·天津卷·T82020·海南卷·T102020·全國(guó)=2\*ROMANII卷·T202020·山東卷·T102020·浙江7月卷·T82020·北京卷·T7電場(chǎng)能的性質(zhì)的理解Ⅱ2022·重慶卷·T22022·江蘇卷·T92022·湖南卷·T22022·全國(guó)甲卷·T212022·全國(guó)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(guó)=3\*ROMANIII卷·T212020·浙江1月卷·T7電場(chǎng)中幾種常見(jiàn)圖象的特點(diǎn)及規(guī)律Ⅱ2021·全國(guó)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(chǎng)強(qiáng)的疊加、電場(chǎng)線和等勢(shì)面的用途、電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能的變化、電勢(shì)高低的判斷、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等。題型以選擇題為主。應(yīng)考策略2023年高考命題點(diǎn)會(huì)以電場(chǎng)線、等勢(shì)線為背景，結(jié)合場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電勢(shì)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(chǎng)中的加速、偏轉(zhuǎn)以及電容器的相關(guān)知識(shí)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(shí)1．電場(chǎng)力的性質(zhì)(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式：E＝eq\f(F,q).(2)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式：E＝eq\f(kQ,r2).(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式：E＝eq\f(U,d).2．電場(chǎng)能的性質(zhì)(1)電勢(shì)的定義式：φ＝eq\f(Ep,q).(2)電勢(shì)差的定義式：UAB＝eq\f(WAB,q).(3)電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系式：UAB＝φA－φB.(4)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系式：WAB＝EpA－EpB.3．熟記“面線”關(guān)系(1)電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面．(2)電場(chǎng)線越密的地方，等差等勢(shì)面也越密．(3)沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，沿電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力一定做功．四、講重點(diǎn)重點(diǎn)1電場(chǎng)強(qiáng)度和庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題電場(chǎng)強(qiáng)度1．電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式2.電場(chǎng)的疊加①電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的幾個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的合場(chǎng)強(qiáng)為各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。②電勢(shì)是標(biāo)量，電場(chǎng)中某點(diǎn)幾個(gè)電場(chǎng)的電勢(shì)的總電勢(shì)為各個(gè)電勢(shì)的代數(shù)和。3.對(duì)稱法求電場(chǎng)強(qiáng)度庫(kù)侖力的平衡涉及庫(kù)侖力的平衡問(wèn)題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問(wèn)題一樣，只是在原來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了庫(kù)侖力，具體步驟如下：注意庫(kù)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(chǎng)線的理解和應(yīng)用1.電場(chǎng)線的應(yīng)用(1)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大.(2)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向.(3)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低.(4)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直.2.電場(chǎng)線與軌跡問(wèn)題判斷方法(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”——畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場(chǎng)線的切線方向)，從兩者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)動(dòng)的情況.(2)“三不知時(shí)要用假設(shè)法”——電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，若已知其中的任意一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知，則要用假設(shè)法分別討論各種情況.重點(diǎn)3電場(chǎng)能的性質(zhì)的理解1.電勢(shì)高低的四種判斷方法(1)依據(jù)電場(chǎng)線方向：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低.(2)依據(jù)電場(chǎng)力做功：根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)，將WAB、q的正負(fù)號(hào)代入，由UAB的正負(fù)判斷φA、φB的高低.(3)電荷的正負(fù)：取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低.(4)依據(jù)電勢(shì)能的高低：正電荷在電勢(shì)能大處電勢(shì)較高，負(fù)電荷在電勢(shì)能大處電勢(shì)較低.2.電勢(shì)能高低的四種判斷方法(1)做功判斷法：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大.(2)電荷電勢(shì)法：正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大.(3)公式法：由Ep＝qφ，將q、φ的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式進(jìn)行判斷.(4)能量守恒法：在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增大時(shí)，電勢(shì)能減小，反之電勢(shì)能增大.重點(diǎn)4電場(chǎng)中幾種常見(jiàn)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(chǎng)的方向、電勢(shì)高低及電勢(shì)能變化φ-x圖象(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小，電場(chǎng)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(shì)的高低，并可根據(jù)電勢(shì)高低關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；(3)在φ-x圖象中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律；(2)E＞0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向，E＜0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向；(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差，“面積”大小表示電勢(shì)差大小，兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定Ep-x圖象(1)反映了電勢(shì)能隨位移變化的規(guī)律；(2)圖線的切線斜率大小等于電場(chǎng)力大??；(3)進(jìn)一步判斷場(chǎng)強(qiáng)、動(dòng)能、加速度等隨位移的變化情況重點(diǎn)1電場(chǎng)強(qiáng)度和庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題例1：（2023屆·河南安陽(yáng)市高三上學(xué)期開(kāi)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(zhǎng)時(shí)，兩小球可保持相對(duì)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(duì)靜止，則此時(shí)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(kāi)學(xué)考試）如圖所示，SKIPIF1<0為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)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(gè)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?，F(xiàn)將小球從B點(diǎn)由靜止釋放，小球通過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度大小為v。靜電力常量為k，小球與桿各處間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。下列說(shuō)法正確的是（）A.小球在B處時(shí)受到的電場(chǎng)力大小為SKIPIF1<0B.小球通過(guò)O點(diǎn)時(shí)所受桿的彈力大小為SKIPIF1<0C.小球通過(guò)O點(diǎn)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力最大D.小球通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小為SKIPIF1<0重點(diǎn)2電場(chǎng)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(kāi)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(chǎng)的等差等勢(shì)線，一電子在該電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，SKIPIF1<0分別是軌跡與等勢(shì)線的交點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢(shì)為零，電子在A點(diǎn)的動(dòng)能為32eV，在B點(diǎn)的電勢(shì)能為SKIPIF1<0，不計(jì)電子重力，下列說(shuō)法正確的是（）A.電子一定是從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)B.電子在經(jīng)過(guò)等勢(shì)線c時(shí)的動(dòng)能為32eVC.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)的D.電子在關(guān)于等勢(shì)線d對(duì)稱的兩點(diǎn)所受電場(chǎng)力相同訓(xùn)2：（2023屆·人大附中高三上學(xué)期開(kāi)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(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)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(hào) 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(dòng)能何處大 D.可判斷帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處大重點(diǎn)3電場(chǎng)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(kāi)學(xué)考試）類比是一種常用的思想方法，它通過(guò)“由此及彼”來(lái)幫助我們認(rèn)知新事物。有人用地理學(xué)中的“等高線”來(lái)類比靜電場(chǎng)中的“等勢(shì)線”，并繪制了一座“小山峰”，反映點(diǎn)電荷電場(chǎng)在SKIPIF1<0平面內(nèi)各點(diǎn)電勢(shì)SKIPIF1<0關(guān)系的圖像，如圖所示。繪制該圖時(shí)同樣默認(rèn)距點(diǎn)電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)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(chǎng)B.圖中SKIPIF1<0點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的場(chǎng)強(qiáng)比SKIPIF1<0點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的場(chǎng)強(qiáng)大C.圖中SKIPIF1<0點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的場(chǎng)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(duì)應(yīng)位置的電勢(shì)能一定比在SKIPIF1<0點(diǎn)所對(duì)應(yīng)位置的電勢(shì)能大訓(xùn)3：（2023屆·河北