高考物理 静电场典型例题

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1、静电场的6种高考典型案例在高考《考试说明》中，静电场部分有九个知识点。高考常考的知识点有七个，并且这七个知识点都属B级要求。静电场部分涉及的概念、规律都比较抽象，再加上学生的理解力和空间想象力欠缺，因此，静电场问题一直是一个难点问题。分析近年的高考静电场问题，静电场的考题题型大致可归纳为四大类：⑴电场线、等势面类；⑵电场力功、电势能、电势、电势差类；⑶静电平衡类；⑷带电粒子的运动类。〖典型案例分析〗典型案例一、电场线、等势面类是指利用典型电场的电场线和等势面的分布情况，以及电场线的特点来求解的问题。解这类问题，我们必

2、须牢记各种典型的电场线和等势面的分布情况，以便与题中情景对照分析，还要灵活运用电场线的特点及等势面的特点，如在等势面上任意两点间移动电荷电场力不做功；沿电场线方向电势越来越低；等势面与电场线一定垂直；电场线的疏密可表示场强大小等。〖例1〗(1995年全国高考)在静电场中：A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的D.沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的〖命题意图〗考查电场线、场强和电势关系。〖解析思路〗本题A、B两选项都用了“

3、一定”的字样，因此只要举出一个反例，就可以否定A、B选项的说法，譬如带正电的导体，其内部场强为零，电势不为零；匀强电场的场强处处相同，但顺电场线方向电势逐渐降低，故A、B选项均不正确。C、D选项正是应记住的电场线特点，故C、D正确。〖探讨评价〗⑴对电场线类问题，首先我们要牢记各种典型电场电场线和等势面的分布情况，记住电场线的特点，更重要的是要对题意分析全面，并灵活应用各典型电场线的特点。⑵电场强度的计算有四种方法：a利用定义式求(用于任何电场)；b利用决定式求(用于求真空场源点电荷的电场强度)：c利用求(适用于匀强电

4、场)；d利用叠加式E=E1+E2+……(矢量合成)。〖说明〗电场线与电荷的运动轨迹不一定重合。电荷的运动轨迹由带电粒子受到的合外力情况和初速度情况来决定。只有满足①电场线是直线；②粒子的初速度为零或初速度方向与电场线在同一条直线上时，其运动轨迹才与电场线重合。〖例2〗(2000年北京、安徽春季高考)如图所示，P、Q是两个电量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O、A、B是中垂线上的两点，OA

5、UA一定大于UBC.EA一定大于EB，UA不一定大于UBD.EA不一定大于EB，UA不一定大于UB〖命题意图〗考查点电荷的电场强度、电势的分布规律和场的叠加原理，考查考生分析、综合问题的能力。〖解析思路〗在两个点电荷P、Q产生的电场中，某一点的场强等于P、Q分别在该点产生的场强的矢量和，及点电荷场强计算公式知连线中点O(P、Q两电荷在O点的场强等大、反向)和中垂线上距O无穷远处的场强均为零，而A、B处场强是两正点电荷分别在该点产生的电场强度的矢量和，由平行四边形定则知合场强从O沿中垂线指向∞，A、B处场强不为零，所以

6、从O点起沿中垂线到无穷远处场强先增大后减小，因A、B具体位置不确定，所以其场强大小关系不确定。因电场线方向由O沿中垂线指向∞，故UA>UB。综上分析，知B选项正确。典型案例二、电功、电势能、电势差、电势类是指电场中电势的计算和电势高低的比较问题。解这类问题，一般要用到：⑴沿电场线方向电势要降低；⑵电势的定义式：；⑶电势差的定义：⑷匀强电场的两点电势差：U=Ed等。〖例3〗(1999年全国高考)图中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V。由此可

7、得D点电势UD=V。〖命题意图〗考查匀强电场的特性、电势，在能力上考核分析、推理、应用物理知识解题的能力。〖解析思路〗〖解法1〗UAC=UA-UC=18V，连接AC并把AC三等份，(如图)则中间两点的电势分别为9V和3V，这样B点必与F点在同一等势面，连接BF，过D点的等势面恰好过E点。所以D点的电势为9V。〖注〗利用等分法在电场中找等势点，是解决此种问题的最基本的也是比较行之有效的方法。〖解法2〗从场强与电势差关系求解。由题中数据可知电场线是从左上方指向右下方，设电场线与水平面成α角，如图所示，根据匀强电场中的场强

8、与电势差的关系知：UBC=Ecosα·d=6V，UAD=Ecosα·d=15-UD。显然15V-UD=6V，UD=9V。〖解法3〗从场强的矢量性求解。由场强的竖直分量得：UAB=UDC，即12V=UD-（-3V）UD=9V。〖例4〗图中A、B、C三点都在匀强电场中。已知AC⊥BC，∠ABC=600，BC=20cm。把一个q=10-5C的正电荷从