考点7电场线、电场强度、电势【原题再现】11.如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则：（）A.M点电势比P点电势高B.OM间的电势差等于NO间的电势差C.一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能D.将一负电荷从M点移到P点，电场力做正功【答案】D【点评】电场线、电场强度、电势、电势差、电势能等物理量之间的关系以及大小比较，是电场中的重点和难点，在平时训练中要加强这方面的练习，以加深对概念的理解．电场线、电场强度、电势★★★○○○○电场线是人们为了研究电场的方便，而引入的假想的实际并不存在的曲线，理解电场线的性质和作用，是研究电场问题的基础。高考对电场的考查重点有：库仑定律，对电场强度、电势的理解、应用，匀强电场中电场强度与电势差的关系、电场力做功的特点，平行板电容器的动态变化，带电粒子在匀强电场中的运动等知识。题型仍以选择题、计算题为主。8\n对电场线和电势，考生重点理解以下几点：（1）电场线的性质：电场线是人们为了研究电场的方便，而假想的实际并不存在的曲线，是理想化的模型；电场线始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处），不是闭合的；电场线永不相交。（2）电场线的特点或作用：电场线的疏密表示电场的强弱（等势线的疏密也表示电场的强弱）；电场线上某点的切线方向表示该点处的场强方向；沿着电场线的方向，电势逐渐减小。（3）等势面的特点或作用：等势面一定与电场线垂直，即一定垂直于场强方向；电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，两个不同的等势面永不相交；相邻两个等势面间的电势差是相等的，但在非匀强电场中，等势面间的距离并不恒定，场强大的地方，间距小，所以等势线的疏密表示电场的强弱；在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功；处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是等势面。一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断不正确的是：（）A．粒子带正电B．粒子通过a点时的速度比通过b点时大C．粒子在a点受到的电场力比b点小D．粒子在a点时的电势能与在d点相等【答案】B【解析】【名师点睛】粒子受力方向总指向曲线的凹侧，因此两个电荷间一定是排斥力，带同种电荷。从a到d的运动过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减少，由于a、d在同一等势线上，电势相等，从a到d整个过程中，电场力做功为零，粒子在a、d两点电势能相等。8\n1、如图所示，地面上某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上方为场强E1，方向竖直向下的匀强电场；虚线下方为场强E2，方向竖直向上的匀强电场。一个质量m，带电+q的小球从上方电场的A点由静止释放，结果刚好到达下方电场中与A关于虚线对称的B点，则下列结论正确的是：（）A．若AB高度差为h，则UAB=-mgh/qB．带电小球在AB两点电势能相等C．在虚线上下方的电场中，带电小球运动的加速度相同D．两电场强度大小关系满足E2=2E1【答案】A【解析】2、如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定：（）A．φa＞φb＞φcB．Ea＞Eb＞EcC．φa﹣φb=φb﹣φcD．Ea=Eb=Ec【答案】A【解析】顺着电场线电势逐渐降低，故φa＞φb＞φc，选项A正确；电场线的疏密反映场强的大小，一条电场线不能确定各点的疏密，故不能比较三点的场强大小，选项BD错误；根据U=Ed，虽然dab=dcd，但因三点的场强大小不确定，故无法比较φa﹣φb与φb﹣φc的关系，选项C错误；故选A.8\n【名师点睛】此题考查了电场线、电场强度、电势和电势差等知识点；要知道电场线的疏密反映电场强度的大小；顺着电场线电势逐渐降低，只有在匀强电场中，同一方向上相等距离的两点间电势差才是相等的；这些都是很基础的知识，应该熟练掌握.3、如图所示，在匀强电场中取一点，过O点作射线OA=OB=OC=20cm，，已知O、A、B、C各点的电势分别为0、7V、8V、7V，则匀强电场的电场强度的大小和方向是：（）OABC····A．35V/m，沿OA方向B．35V/m，沿CO方向C．40V/m，沿OB方向D．40V/m，沿BO方向【答案】D【解析】1、如图所示，在a点放有带电量为Qa的电荷，在b点放有带电量为Qb的电荷，Qa、Qb为异种电荷。在它们的连线上有M、N两点，且aM=bN，比较M、N两点的场强大小和电势的高低时，发现场强EM＞EN，电势φM＜φN。则下列判断正确的是：（）abQaQbMN··A．Qa为正电荷、Qb为负电荷，且｜Qa｜＞｜Qb｜B．Qa为正电荷、Qb为负电荷，且｜Qa｜＜｜Qb｜C．Qa为负电荷、Qb为正电荷，且｜Qa｜＞｜Qb｜D．Qa为负电荷、Qb为正电荷，且｜Qa｜＜｜Qb｜【答案】C【解析】因场强EM＞EN，则根据场强的叠加规律可知，a带电量较大，即｜Qa｜＞｜Qb｜；因φM＜φN，可知电场线由N指向M，即Qa为负电荷、Qb为正电荷，故选C.8\n【名师点睛】此题考查了不等量异种电荷的电场分布以及场强与电势的问题；关键是知道场强的叠加原理，同时知道顺着电场线电势时逐渐降低的，由电势的关系可判断电场线的方向，从而确定电荷的正负；此题是基础题.2、两个带电量分别为+q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上电场强度大小E与x关系的是图：（）ABCD【答案】A【解析】由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小；故选A.【名师点睛】本题考查了等量异种电荷的电场分布；关键是结合等量异种电荷的电场线分布情况分析，电场线的疏密程度反映场强的大小，电场线的切线方向反映电场强度的方向；此题也可以结合点电荷的电场强度公式列式求解.3、如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示．则：（）A．a、b的电性相同B．a的速度将减小，b的速度将增加C．a的加速度将减小，b的加速度将增加D．两个粒子的电势能一个增加一个减小【答案】C【解析】8\n【名师点睛】本题虽然是综合性很强的题目，但只要我们理解了电场线的特点就能顺利解决问题，明白了只要合外力做正功物体的动能就将增加，电场力做正功电势能减小的道理就不难解决，所以我们一定要掌握好基本知识.4、均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R．已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为：（）+++++++OMNCDRABA．B．C．D．【答案】C【解析】【名师点睛】此题考查了点电荷电场强度的公式以及电场强度的叠加问题；要知道均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，本题解题关键是抓住两半球壳产生电场的对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系。5、电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场中的两点.一个电荷量q=+4.0×10-8C的点电荷在A点所受电场力FA=2.0×10-4N，将该点电荷从A点移到B点，电场力做功W=8.0×10-7J.求：（1）A点电场强度的大小EA（2）A、B两点间的电势差U.【答案】（1）5×103N/C（2）20V【解析】8\n（1）根据代入数据：（2）根据代入数据：【名师点睛】电场强度的定义式是一个比值定义，即电场强度的大小与F及q无关，是由电场本身的性质决定的，同样电势差也是一个比值定义，电场中两点间的电势差，也就是电场本身的性质决定的，与检验电荷无关。6、如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形中，∠A=300，边长AC=32cm.把电荷量q=﹣2×10﹣10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8×10﹣8J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8×10﹣8J，取B点的电势为零，求(1)A、C两点的电势(2)匀强电场的场强【答案】（1）φA=﹣240V，φC=﹣240V（2），方向垂直AC连线指向左上方【解析】8\n【名师点睛】做本题的关键是理解电势差是电场中的电势之差，电势可以任意取，但电势差却不变，就像高度与高度差一样．电势差可正可负，所以公式中做功要注意正与负，电荷量也要代入电性________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8
