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知识点.doc

二、电场线、等势面的分布，电势差与电场强度的关系电场线、等势面的分布，电势差与电场强度的关系考查的内容主标题：电场线、等势面的分布，电势差与电场强度的关系副标题：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：考点剖析：电场线、等势面的分布，匀强电场中的电势差与电场强度的关系等概念性强，常以选择题的形式进行考查，是高考的热点，几乎每年都考。电场线和等势面可以形象的描述场强和电势。电荷周围所画的电场线条数正比于电荷所带电量。电场线的疏密、方向表示电场强度的大小和方向，沿电场线方向电势降低，等势面垂直电场线等。 电势差u是指电场中两点间的电势之差，uab=。在匀强电场中uab=ed（d为a、b间沿电场方向的距离），电势沿着电场强度的方向降落。典型例题例1如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心o下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（）ao点的电场强度为零，电势最低bo点的电场强度为零，电势最高c从o点沿x轴正方向，电场强度先减小后增大，电势升高d从o点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小，电势降低【解析】bd圆环上均匀分布着正电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在o点产生的场强抵消，合场强为零圆环上各电荷产生的电场强度在x轴有向右的分量，根据电场的叠加原理可知，x轴上电场强度方向向右，根据顺着电场线方向电势降低，可知在x轴上o点的电势最高，故a错误，b正确；o点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从o点沿x轴正方向，场强应先增大后减小。x轴上电场强度方向向右，电势降低，故c错误，d正确。例2.（2014上海）静电场在x轴上的场强e随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）a在x2和x4处电势能相等b由x1运动到x3的过程中电势能增大c由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小d由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大【解析】bc由x2到x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，故a错误；x1x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，b正确；由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故c正确，d错误。例（2014新课标全国卷）如图所示，在正点电荷q的电场中有m、n、p、f四点，m、n、p为直角三角形的三个顶点，f为mn的中点，m30。m、n、p、f四点处的电势分别用m、n、p、f表示，已知mn，fp，点电荷q在m、n、p三点所在平面内，则()a点电荷q一定在mp的连线上b连接pf的线段一定在同一等势面上c将正试探电荷从p点搬运到n点，电场力做负功dp大于m【解析】ad本题考查了电场问题。根据题意，点电荷q必在mn的中垂线和pf的中垂线的交点处，过f作mn的垂直平分线交mp于o点，由几何关系可知on恰好垂直平分pf，故点电荷q一定位于o点，a项正确；由正点电荷的等势面分布特点可知b项错误；因为是正电荷形成的电场，将正电荷从p点搬运到n点，电场力做正功，c项错误；因为是正电荷形成的电场，越靠近场源电荷的等势面电势越高，d项正确。例4（2015江苏）某电场的电场线如图所示，a、b是一电场线上的两点，则a、b两点的电场强度（）a大小相等，方向不同b大小不等，方向不同c大小相等，方向相同d大小不等，方向相同【解析】d.由图可知，a点的电场线较疏，b的电场线较密。所以a点的电场强度小于b点的电场强度，根据电场线某点的切线方向表示电场强度的方向，则知它们的电场强度方向相同，故abc错误，d正确。例5（2015陕西模拟）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度e的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）abcd【解析】d.电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向，故a错误；负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符，故b错误；图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的