高考物理复习 专题05 电场线、等势面的分布电势差与电场强度的关系易错点.doc

电场线、等势面的分布，电势差与电场强度的关系问题易错点主标题：电场线、等势面的分布，电势差与电场强度的关系问题易错点副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：电场线、等势面、电势差、电场强度难度：3重要程度：5内容：熟记易混易错点。易错类型1：不会处理有关带电物体在等势面间的运动问题带电物体在电场中由一等势面运动到另一等势面，电势发生变化，电场力对带电物体做功，物体的电势能发生变化，即。电场线与等势面垂直，当带正电的物体沿着电场线方向运动时，电势逐渐降低，电势差为正，即，电场力对带电物体做正功，电势能减小；沿着电场线反方向运动时，电势逐渐升高，电势差为负，即，电场力对带电物体做负功，电势能变大；当带电物体在一等势面上运动时，电势差为0，即，电场力对带电物体不做功，电势能不变。带负电的物体运动情况与带正电物体的运动情况相反。总之，带电物体在等势面间运动时，电场力对带电物体所做的功只与两等势面间的电势差和所带电荷有关，与具体的运动路径无关。如果忽略了这一点，就会将题目复杂化，以致解题出错。例1如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点o相连，并以某一初速度从m点运动到n点，omon。若滑块在m与n时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则（ ） a滑块从m到n的过程中，速度可能一直增大b滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小c在m、n之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置d在m、n之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置【易错】对点电荷形成的电场分布特点不清楚，认为，滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小，从而错选b；或者从题图的信息中得出1、2间的距离小于3、4间的距离，故认为滑块从位置1到2电场力做的功小于从位置3到4电场力做的功，也会错选b；对弹簧的状态分析错误，认为滑块在m点时，弹簧处于原长，此时滑块的加速度由电场力决定，故认为只由电场力确定滑块加速度大小的位置有三个，从而错选d。【解析】由题图可知，并且滑块在m与n时弹簧的弹力大小相等，所以弹簧在m点处于压缩状态，在n点处于伸缩状态；根据正点电荷电场的分布特点可知，从m到n，电势逐渐降低，电场力对滑块做正功；由于滑块从m到n的过程中弹簧的长度先减小后增大，弹簧的弹性势能先增大，再减小，然后又增大。如果电场力不小于弹簧弹力在水平方向上的的分力，那么滑块的速度可能一直增大，a正确。由于相邻等势面间的电势差相等，即，根据公式可知，滑块从1到2与从3到4电场力做功相等，b错误。根据动能定理、电场力做功以及弹力做功可得，如果电场力做的正功与弹簧的弹力对滑块做的负功相等，在m、n两点动能不变，所以在m、n之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置，c正确。当弹簧与处于原长时，弹力为零，此时只由电场力确定滑块的加速度大小；当弹簧与直杆垂直时，弹力的方向与杆垂直，此时只由电场力确定滑块的加速度大小，d错误。由上述分析可知，正确答案为a、c。【点评】正确分析带电物体在电场中的运动情况以及做功情况是解题的关键。易错类型2：不会分析电势的高低电势用来描述电场能的性质，知道了电场中不同位置的电势就可以求出电势差，借此可以讨论别的一系列问题。因此实际问题中常需要判断电势的高低。电势是标量，没有方向，但有正负，某点电势的高低与零电势点的选择有关。现介绍判断电场中两点电势高低的一些常用方法。1）据电势的定义判断在电场中某一点电荷的电势能跟它的电荷量q的比值，叫做这一点的电势，即。分析时应将带符号带入计算。2）据电势差的定义判断电势差。若，则；若，则；若，则。计算时应注意将表示电势、电势差相对大小的正负号代入公式。3）据电场线的方向判断沿着电场线是电势降低的方向。4）据电场力做功与电势能变化关系判断电场力的功与电势能的关系，而，据具体题目综合分析比较。常用方法：移动正电荷电场力做正功，电势降落；移动负电荷则相反。5）根据场源电荷的电场判断正电荷产生的电场中，离它越近电势越高；负电荷产生的电场中，离它越近的电势越低。 例2（2015临沂校级模拟）如图所示，是两个等量异种点电荷形成电场中的、位于同一平面内的三个等势线，其中为直线，与与的电势差相等。一重力不计、带负电的粒子进入电场，运动轨迹如图中实线所示。与分别交于a、b、c三点，则（）a若粒子从a到b电场力做功大小为w1，从b到c电场力做功大小为w2，则w1w2b粒子从a到b再到c，电势能不断减少ca点的电势比b点的电势高d粒子在c点时的加速度为零【易错】求电场力做功，一定要用公式w=qu来分析，如果仅看图的距离长短，很容易弄错。分析两点的电势高低，可以综合使用上面列出的方法，本题有一条带负电的粒子进入电场，只受电场力作用的运动轨迹，由其弯曲的方向可知受的电场力在曲线左方，则知电场强度的方向大致向右，于是这条直线的左侧是正电荷，a点离它近，电势就高，如果不掌握多种判断电势高低的方法，很可能判定出错。【解析】由题，与、与的电势差相等，根据电场力做功公式w=qu得知，粒子从a到b电场力做功与从b到c电场力做功相等，即w1=w2，故a错误；由于为直线，是一条等势线，则知两个等量异种点电荷连线的垂直平分线，根据粒子的轨迹弯曲方向可知粒子所受的电场力方向向左，则知正点电荷在左侧，负点电荷在右侧，粒子从a到b再到c，电势不断降低，负电荷