2026年高考物理二轮复习专题突破 专题7 电场 课件

专题7电场考向一电场力和能的性质考向二静电场中的图像考向三带电粒子在电场中的运动考向一电场力和能的性质【核心知识】内容重要规律、公式和二级结论电场强度电势、电势差1.沿着电场线方向电势逐渐降低。2.电势差与电势的关系UAB=φA−φB,根据电势差可判断电势大小内容重要规律、公式和二级结论电场线、等势面1.等势面一定与电场线垂直。2.在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。3.电场线方向总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。4.等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小内容重要规律、公式和二级结论电容器内容重要规律、公式和二级结论电容器(2)针对两极板带电量保持不变的情况,还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线,两极板间距离变化时,电场强度不变;两极板正对面积变化时,电场线变密,电场强度增大。3.电容内固定点的电势变化判断方法:单纯求电容内某点的电势不方便,一般求该点到电势为零的两点间的电势差,两点间的电势差采用方程Uab=El来计算,其中l为a、b两点沿电场方向的距离

√【题眼破译】[1]均匀带电棒在棒的中垂线上的各点产生的电场强度的方向沿着中垂线。[2]三根带电棒关于O点旋转对称,它们在O点产生的电场强度的大小与它们的电荷量成正比。

[例2](多选)[含库仑力的平衡问题](2025·安徽高考)如图,两个倾角相等、底端相连的光滑绝缘轨道被固定在竖直平面内,空间存在平行于该竖直平面水平向右的匀强电场。带正电的甲、乙小球(均可视为质点)在轨道上同一高度保持静止,间距为L,甲、乙所带电荷量分别为q、2q,质量分别为m、2m,静电力常量为k,重力加速度大小为g。甲、乙所受静电力的合力大小分别为F1、F2,匀强电场的电场强度大小为E,不计空气阻力,则(

)

√√√

【类题建模】模型图示模型剖析两个或多个场源电荷产生的合电场强度,等于各场源电荷产生的电场强度的矢量和含有库仑力的平衡问题,与一般平衡问题的处理思路相同角度2

电势、电势能【典题透视】[例3][带电物体在电场中的曲线运动]教材习题改编(鲁科版必修三P54T1)某静电除尘器的除尘原理如图所示,一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场,实线为它们之间的电场线,虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。不计烟尘颗粒的重力,下列说法正确的是(

)A.烟尘颗粒带负电B.a点电势低于b点电势C.烟尘颗粒在a点的加速度小于在b点的加速度D.烟尘颗粒从a点运动到b点的过程中电势能减小√【解析】选B。粒子的受力方向指向轨迹内侧,由带电烟尘颗粒的运动轨迹可知烟尘颗粒受力方向沿着电场线的切线方向,所以烟尘颗粒带正电,故A错误;沿着电场线的方向电势降低,则a点电势低于b点电势,故B正确;a点电场线较密集,则a点电场强度大于b点电场强度,烟尘颗粒在a点所受电场力大于在b点所受电场力,烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度,故C错误;烟尘颗粒由a运动到b,速度方向与受力方向夹角大于90°,所以电场力做负功,电势能增大,故D错误。[例4][带电物体在电场中的直线运动](多选)(2025·广州模拟)如图所示为静电植绒流程示意图,正电金属板与负电金属网间有60kV的电压,将绒毛放在带负电荷的容器中,使绒毛带负电,绒毛在电场力的作用下飞到需要植绒的布匹表面上。忽略绒毛的重力、空气阻力、绒毛之间的相互作用力和边缘效应。正电金属板与负电金属网之间可视为匀强电场,下列说法正确的是(

)A.绒毛运动经过各点的电势逐渐升高B.绒毛在飞向布匹的过程中,电势能不断增大C.若仅增大正电金属板与负电金属网之间的电压,绒毛到达布匹时的速率将减小D.若仅增大正电金属板与负电金属网之间的距离,绒毛到达布匹表面所用的时间将增大√√【解析】选A、D。负电金属网与正电金属板间的电场方向向上,故绒毛运动经过处各点的电势逐渐升高,故A正确;绒毛在飞向布匹的过程中,绒毛在做加速运动,电场力做正功,电势能不断减小,故B错误;仅增大正电金属板与负电金属网之间的电压,电场强度增大,电场力增大,经过相同的距离,电场力做的功增多,根据动能定理,可知绒毛到达布匹时的动能增大,速率增大,故C错误;仅增大正电金属板与负电金属网之间的距离,电势差不变而电场强度减小,则绒毛受到的电场力减小,加速度减小,距离变大则所用时间将增大,故D正确。【类题建模】模型情境模型分析电场中的曲线运动(1)做曲线运动的物体一定受到指向轨迹内侧的合外力。(2)静电力和电场线同向和等势面垂直电场中的变加速直线运动(1)重力和静电力做功,动能、重力势能和电势能相互转化。(2)带电物体在电场中做变加速直线运动时,一般用能量的观点分析求解考向二静电场中的图像【核心知识】内容重要规律、公式和二级结论电势差与电场强度的关系静电场中的图像1.φ−x图像(1)φ−x图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小。(2)在φ−x图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。(3)在φ−x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断。静电场中的图像2.Ep−x图像(1)图像Ep−x斜率的绝对值表示电场力的大小。(2)根据电势能的变化可以判断电场力做功的正负。3.(1)E−x图像中若E>0表示电场强度沿x轴正方向;若E<0表示电场强度沿x轴负方向。(2)E−x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差,两点的电势高低根据电场方向判定角度1

E−x图像【典题透视】[例5](2025·青岛二模)如图所示为某静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系(E−x图像),x轴正方向为电场强度正方向。一个带正电的点电荷仅在电场力作用下由静止开始沿x轴运动,在x轴上的a、b、c、d四点间隔相等,下列说法正确的是(

)A.点电荷由a运动到d的过程中加速度先减小后增大B.点电荷从b运动到a电场力做的功小于点电荷从c运动到b电场力做的功C.点电荷由a运动到d的过程中电势能先增大再减小D.b和d两点处电势相等√【解析】选B。由题图及F=Eq=ma,可知a、d两点间的电场强度先增大后减小,所以点电荷的加速度也先增大后减小,A错误;电场强度E随x的变化关系图像与坐标轴所围成的面积与电荷量的乘积等于电场力做功,b、a两点间的面积小于c、b两点间的面积,所以点电荷从b运动到a电场力做的功小于从点电荷c运动到b电场力做的功,B正确;a、d两点间的电场强度方向为负方向,一个带正电的点电荷所受电场力的方向也为负方向,点电荷的位移方向为正方向,所以电场力做负功,电势能增大,C错误;从b到d电场线沿负方向,沿电场线方向电势降低,所以b点电势小于d点,D错误。故选B。[靶向预测1](多选)真空中相距为3a的两个点电荷M、N,分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上,在它们连线上各点电场强度随x变化关系如图所示,沿x轴正方向电场强度E为正,以下判断中正确的是(

)A.点电荷M、N一定为同种电荷B.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1C.把一个检验电荷由x1位置静止释放,其加速度一直减小D.把一个正检验电荷由x3=a的位置静止释放,其电势能一直减小√√

角度2

φ−x图像【典题透视】[例6](2025·海南高考)某静电场电势φ在x轴上分布如图所示,图线关于φ轴对称,M、P、N是x轴上的三点,OM=ON;有一电子从M点静止释放,仅受x方向的电场力作用,则下列说法正确的是(

)A.P点电场强度方向沿x负方向B.M点的电场强度小于N点的电场强度C.电子在P点的动能小于在N点的动能D.电子在M点的电势能大于在P点的电势能√【解析】选D。由题图可知在x正半轴沿+x方向电势降低,则电场强度方向在x正半轴沿x正方向,故A错误;φ−x图像斜率表示电场强度,由题图可知M点的电场强度大小等于N点的电场强度,方向相反,故B错误;电子在电势低处电势能大,故电子在P点的电势能小于在N点的电势能,根据能量守恒可知,电子在P点的动能大于在N点的动能,故C错误;电子在电势低处电势能大,故电子在M点的电势能大于在P点的电势能,故D正确。

√

√

角度3

Ep−x图像【典题透视】[例7](2025·珠海模拟)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的直线,x2~x3段是曲线,则下列说法正确的是(

)A.x1处带电粒子的速度最小B.在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3<φ2=φ0<φ1C.0~x2段带电粒子做匀变速直线运动D.0~x1段电场方向不变,大小变化,x1~x3段的电场强度大小方向均不变√【思路导引】[1][2]

[靶向预测3]一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示,则粒子在从x1向x3运动的过程中,下列说法正确的是(

)A.在x1处粒子速度最大B.在x2处粒子加速度最大C.在x3处电势最高D.在x2处电势为零√

【类题建模】模型图示模型剖析E−x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差φ−x图像的斜率为−EEp−x图像的斜率为−F电考向三带电粒子在电场中的运动【核心知识】内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在匀强电场中的运动内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在匀强电场中的运动内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在匀强电场中的运动内容重要规律、公式和二级结论带电粒子在电场中的其他运动1.带电粒子在电场中做曲线运动:合力指向运动轨迹内侧,电场力一定沿电场线所在直线(切线)。2.带电粒子在交变电场中可能做单向直线运动、往返的直线运动以及偏转运动,处理此类问题的关键是将粒子运动的v−t图像画出来,并注意运动的对称性和周期性。3.处理带电粒子在重力和电场力作用下运动问题,可以将重力场与电场合二为一,用一个全新的“复合场”来代替,可形象称之为“等效重力场”角度1

带电粒子的类平抛、类斜抛运动【典题透视】[例8][类平抛运动](2025·重庆高考)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场,N为QP的中点。模拟动画显示,带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,则可推断a、b(

)A.具有不同比荷B.电势能均随时间逐渐增大C.到达M、N的速度大小相等D.到达K所用时间之比为1∶2√

√√【题眼破译】[1]带电小球受到的重力、电场力都是恒力,它们的合力也是恒力。[2]ae为等效水平面,小球受到的合力方向与ae垂直。

[靶向预测4](多选)空间存在一匀强电场,将一质量为m、带电荷量为+q的小球从一水平线上的A点分两次抛出。如图所示,第一次抛出时速度大小为v0,方向与竖直方向的夹角为30°,经历时间t1回到A点;第二次以同样的速率v0竖直向上抛出,经历时间t2经过水平线上的C点,B在水平线上的投影为AC的中点。已知小球的两次运动轨迹均在同一竖直面内,不计空气阻力,重力加速度大小为g。关于小球从抛出到回到水平线的过程,下列说法正确的是(

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√√

【类题建模】模型图示模型剖析角度2

带电粒子的圆周运动