电场三线问题.doc

挖掘和理解电场中的“三线”信息静电场是电学的重要知识点，而现行教材中主要学习匀强电场知识问题，但高考要求是依据教材而不拘泥教材，这样高考要求就高于课程标准要求，从近几年高考试题来看，经常出现考查非匀强电场中电场强度、电势和电功等问题，给学生处理这类问题带来很多困难，虽然可以通过匀强电场知识迁移到非匀强电场知识学习，可以用类比法来研究非匀强电场问题，但笔者认为只要充分挖掘电场线、线和线的信息来处理非匀强电场的问题。电场线信息：1判断场强的大小和方向，2。判断电荷在电场中的受力方向，3。判断电势高低和求电场中某点电势，4。判断电荷在电场中移动过程电场力做功情况，5。判断电荷电势能的大小及变化既然，我们可以类比。因为在图象中切线的斜率表示速度，而在图中图线与时间轴包围的面积表示位移。线信息：在图中图线与轴包围的面积表示电势的变化量。线：同样在图象中切线的斜率应表示电场强度，等量同种点电荷连线上的三线图以两正点电荷连线中点为x轴建立坐标系，电场线从正电荷出发，如图1所示；在坐标O点场强E=0，在区域内场强E变大，过了点电荷E又开始变小，在区域内E开始变大，过了点电荷E由大开始变小，E的方向在两个区域内正好相反，如图2所示。两个等量负电荷连线上与图2图线关于x轴对称。在坐标O点电势为正且比较小，在区域内场强E变大，过了点电荷E又开始变小，在区域内E开始变大，过了点电荷E由大开始变小，E的方向在两个区域内正好相反，如图2所示。两个等量负电荷连线上与图2图线关于x轴对称。等量同种点电荷中垂线的三线图等量异种点电荷连线上的三线图等量异种点电荷连线上的中垂线上的三线图不等量同种点电荷不等量异种点电荷连线上三线图6. 两个异种电荷产生的电场的电场线分布如图所示,则下列说法正确的是AB（A）图中正电荷的电量大于负电荷的电量（B）P点处的电场强度大于Q点处的电场强度（C）P点处的电势小于Q点处的电势（D）某一负电荷在P点处的电势能大于在Q点处的电势能7某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在- x0x0区间内（BC ）A该静电场是匀强电场B该静电场是非匀强电场C电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小D电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大5(2010江苏)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示下列说法正确的是C（A）O点的电势最低w w w.ks5 u .c om（B）x2点的电势最高（C）x1和- x1两点的电势相等（D）x1和x3两点的电势相等8（2009江苏）空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C 点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有AD A的大小大于的大小 B的方向沿轴正方向 C电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大 D负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功1真空中有两个等量异种点电荷，以连线中点O为坐标原点，以它们的中垂线为x轴，下图中能正确表示x轴上电场强度情况的是（ A ）9两个等量正点电荷位于x轴上，关于原点O呈对称分布，下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是AA B C D 19.如图甲所示,在光滑绝缘的水平面上固定两个等量负点电荷A和B,O点为AB连线的中点,C、D为AB连线上关于0点对称的两个点,且CO=OD=L。一带正电的可视为点电荷的小球以初速度v。从C点运动到D点。设O点的电势, 取C点为坐标原点,向右为x轴的正方向,在乙图中关于小球的电势能EP、小球的动能EK、电势、电场强度E与小球运动的位移x变化的图像,可能正确的是B5两小球分别带有电荷+2Q及-Q，相距12cm，两球连线上各点的电势与距正电荷的距离x之间的函数关系可以由下图中的哪一个最合适地表示出来（ C ）宿中张克扬0Q1Q2xABP9x轴上有两个点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图曲线所示（APPB），选无穷远处电势为零，从图中可以看出 （ ABD ）AQ1电量一定大于Q2电量 BQ1和Q2一定是异种电荷 CP点电场强度为零 DQ1和Q2之间连线上各点电场方向都指向Q28真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别在x1=0和x2=3a两点上，在它们连线上各点场强E随x变化的关系如图所示，以下判断中正确的是（ AB ） A点电荷M的电荷量大于点电荷N的电荷量 B点电荷M、N一定为同种电荷Cx=2a处的电势一定为零D将一检验电荷+q从x=1.5a处沿x轴移到x=2.5a处的过程中，电势能一直减小 4两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则 DAN点的电场强度大小为零 BA点的电场强度大小为零CNC间场强方向向x轴正方向 D将负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功9.（2010上海） 三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为、，电势分别为，则C（A），（B），（C），（D），20（2010山东）某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是BDAc点场强大于b点场强Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场运动到b点D若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小 甲MN+qP乙+q-q3.北京市朝阳区2010年二模20图甲中，MN为很大的薄金属板（可理解为无限大），金属板原来不带电。在金属板的右侧，距金属板的距离为d的一个位置上放入一个带正电、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是点电荷右侧，与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案（答案中k为静电力常量），其中正确的是 （ A ）A B C D5(2010江苏)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示下列说法正确的是C（A）O点的电势最低w w w.ks5 u .c om（B）x2点的电势最高（C）x1和- x1两点的电势相等（D）x1和x3两点的电势相等8（2009江苏）空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C 点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有AD A的大小大于的大小 B的方向沿轴正方向 C电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大 D负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功1.（2008江苏）如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC ，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有(A)ABC (B) ECEBEA(C) UABUBC(D) UAB=UBC8如图是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等。两条虚线互相垂直，且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是 （ ABC ） A1、3两点电场强度相同 B5、6两点电场强度相同 C4、5两点电势相同 D1、3两点电势相同ACB2某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点。下列说法错误的是CAA点的电场强度小于B点的电场强度BA点的电势高于B点的电势C将负电荷从A点移到B点，电场力做正功D将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零9如图所示，两个固定的相同细环相距一定的距离，同轴放置，O1 、O2分别为两环的圆心，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷一个重力不计的带正电的粒子从很远处沿着轴线飞来并穿过两环则在带电粒子运动的过程中A运动到O1点前，粒子加速度方向均向右B从O1到O2过程粒子电势能一直减小C在轴线上从O1点右侧运动到O1点的过程中，粒子的动能先减小后增大D经过轴线上O1点时的动能等于经过O2点时的动能21（2011山东）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是Ab点场强大于a点场强Bb点场强小于a点场强Ca、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能答案：BC解析：考查静电场知识。根据等量异种点电荷电场线分布特点，连线中点场强最小，在中垂线上该点场强最大。A项错误，B项正确。a、c关于MN对称，位于同一等势面上，而MN上各点电势为零，C项正确。试探电荷+q从a点移到c点，电场力做正功，电势能减少，D项错误。点评：场的思想的建立和场线模型的引入，对电磁学的研究意义非凡、影响深远。此题在未给出等量异种点电荷形成的电场线和等势面的条件下，考查了电场中的场强、电势差、电势能等知识，对考生的理解能力、分析综合能力和思维方法是一种很好的测试12011上海电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知和，电势分别为和，则(A) ， (B) ，(C) ， (D) ，【解析】根据电场线疏密表示电场强度大小，；根据沿电场线电势降低，所以本题选C。【答案】C【点评】本题考查电场线表示的电场强度大小及电势高低。难度：容易。9如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点(0.15,3) 的切线。现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.010-8C的滑块P（可视作质点），从x=0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g=10m/s2.则下列说法中正确的是 （ BC ）A滑块运动的加速度逐渐减小B滑块运动的速度先减小后增大Cx=0.15m处的场强大小为2.0106N/CD滑块运动的最大速度约为0.1m/s0xx1x3x4x5x2第4题图4假设空间某一静电场的电势随距离x变化的关系图象如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是DA空间各点场强的方向均与x轴垂直B电荷沿x轴从0移到x1的过程中，一定不受电场力的作用C正电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小D负电荷沿x轴从x4移到x5的过程中，电场力做负功，电势能增加5、两块竖直放置的带电平行金属板A、B间放一金属小球后，电场线如图所示，M、N为电场中的两点，下列判断中正确的是（ B ）AM点处的电场强度小于N点处的电场强度BM点处的电势高于N点电势C将负检验电荷从M点移到N点，电场力做正功D将正检验电荷从M点移到N点，该电荷的电势能增加rO0r0r1r25.真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是 AA点的电势低于B点的电势 BA点的电场强度方向由A指向BCA点的电场强度小于B点的电场强度 D正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功ABCD第8题图vvvvttttOOOOABCD 8（盐城市2010年二模）如图所示，两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点。一个带电粒子由静止释放，仅受电场力作用，沿着AB中垂线从C点运动到D点（C、D是关于AB对称的两点）。下列关于粒子运动的v-t图像中可能正确的是 （ CD ）ww w.ks5 u.co m8.福建省“四地六校”2010届第三次联考MNABV3如图所示，A、B带等量异种电荷，MN为A、B连线的中垂线，现有一带电粒子从M点以一定的初速度V射入，开始一段时间内的轨迹如图中实线所示，不考虑粒子所受的重力。则：( AB )A该粒子带负电 B该粒子的速率先增大后减小C该粒子的电势能先增大后减小D该粒子做的是匀变速运动解：由等量异种电荷的电场线可知，M点的电场方向向左，带电粒子向右偏转，所以在M点受到的电场力向右，该粒子带负电；开始电场力方向与位移夹角小于900，电场力做正功，电势能减小，动能增大，速度增大，后来电场力方向与位移夹角大于900，电场力做负功，电势能增大，动能减小，速度减小，粒子做的不是匀变速运动，选项AB正确。15.（16分）静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x = 0为中心，沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为 -q，其动能与电势能之和为A（0 A q0）。忽略重力。求：（1）粒子所受电场力的大小；（2）粒子的运动区间；（3）粒子的运动周期。解析：（1）由图可知，0与d（或-d）两点间的电势差为0电场强度的大小 电