新高考物理二轮复习重难点专练热点06 静电场“点线面迹”模型（原卷版）.doc

热点06静电场

热点06静电场“点线面迹”模型

高考静电场命题热点：某点的电场强度、电势、电荷在某点具有的电势能，电场线、等势线、等势面、运动轨迹，受力分析，静电力做功问题。

常见模型：孤立点电荷电场、等量异种同种电荷电场、等量同种同种电荷电场、非等量两个电荷、多个电荷电场，匀强电场、辐射性电场。

【模型一】孤立点电荷的电场模型

(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)部。

(2)离点电荷越近电场线越密(场强越大)。

(3)以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同。

(4)点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：E＝eq\f(kQ,r2).

(5)等势面是球面

【模型二】等量同种和异种点电荷的电场模型

比较项目

等量异种点电荷

等量同种点电荷

电场线分布图

连线中点O处的场强

连线上O点场强最小，指向负电荷一方

为零

连线上的场强大小(从左到右)

沿连线先变小，再变大

沿连线先变小，再变大

沿中垂线由O点向外场强大小

O点最大，向外逐渐减小

O点最小，向外先变大后变小

关于O点对称的A与A′、B与B′的场强

等大同向

等大反向

等势面

等量异种

等量同种

中垂线是等势面且电势为零，关于中垂线左右对称的点电势绝对值相等，关于连线对称的点电势相等。

中点电势在中垂线上最大，连线中间最小；关于中垂线、连线对称的点电势相等。

【模型三】匀强电场中电势差与电场强度的关系--电势均匀分布模型

1．公式E＝eq\f(U,d)的三点注意

(1)只适用于匀强电场．

(2)d为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离．

(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向．

2．纵向拓展

推论1匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势，φC＝eq\f(φA＋φB,2)，如图甲所示．

推论2匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如图乙所示．

3．横向拓展

公式E＝eq\f(U,d)只能适用于匀强电场的定量计算，但在非匀强电场中，可以用该式进行定性判断．

【模型四】电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹模型

1.根据运动轨迹判断粒子的受力及运动情况

①确定受力方向的依据

a．曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧；

b．电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向相同，负电荷则相反；

c．场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向。

②比较加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密?E越大?F＝qE越大?a＝eq\f(qE,m)越大。

③判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角)，电场力做正功(负功)，速度增加(减小)。

2.分析电场的特点和性质问题的一般思路

(1)电场强度

①根据电场线的疏密程度进行判断。

②根据等差等势面的疏密程度进行判断。

③根据E＝keq\f(Q,r2)结合矢量合成进行判断或计算。

(2)电势

①根据沿电场线方向电势逐渐降低进行判断。

②根据φ＝eq\f(Ep,q)进行判断或计算。

③空间存在两个或两个以上的电场时，根据电势的叠加求代数和进行判断或计算。

(3)电势能

①根据Ep＝φq进行判断或计算。注意判断或计算时Ep、φ、q均带正、负号，且Ep、φ的正、负号表示大小。

②根据电场力做功进行判断或计算。若电场力对电荷做正功，电势能减少，反之则增加，且WAB＝－ΔEp。

③根据能量守恒定律进行判断或计算。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，而总和应保持不变，即当动能增加时，电势能减少，反之则增加，且ΔEk＝－ΔEp。

（建议用时：60分钟）

一、单选题

1．（2024·甘肃·统考一模）如图，水平带电平面上方有一质量为SKIPIF10、带电量为SKIPIF10的点电荷，当它在SKIPIF10点时所受合力为零。SKIPIF10点与平面的垂直距离为SKIPIF10和SKIPIF10分别为静电力常量和重力加速度，则与SKIPIF10点对称的SKIPIF10点处的电场强度为（）

??

A．SKIPIF10 B．SKIPIF10 C．SKIPIF10 D．SKIPIF10

2．如图所示，边长为a的等边SKIPIF10位于竖直平