1、专题08 电场线 电场强度 电势【母题来源一】 2017年全国卷三【母题原题】一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是： （ ）A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV【答案】ABD【名师点睛】在匀强电场中沿同一方向线段的长度与线段两端的电势差成正比；在匀强电场中电场线平行且均匀分布，故等势面平行且均匀分布。以上两点是解决此类题目的关键。电势与电势能之间的关系，也是常考的问题，要知道负电荷在电势高处电
2、势能低。【母题来源二】 2017年全国卷一【母题原题】在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是： （ ）AEa：Eb=4:1BEc：Ed=2:1CWab:Wbc=3:1DWbc:Wcd=1:3【答案】AC【名师点睛】本题主要考查学生的识图能力，点电荷场强及电场力做功的计算。【命题
3、意图】 本题考查了电场线和电势知识，它们都是高中物理的核心知识，意在考查考生对物理主干知识的掌握情况。【考试方向】 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。【得分要点】 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
4、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。【母题1】在
5、电场中，下列说法正确的是： （ ）A某点的电场强度大，该点的电势一定高B某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零【答案】D【名师点睛】电势能与电势的关系是正电荷在电势高处电势能一定大电势与电场强度没有直接关系【母题2】如图所示，空间有两个等量的正点电荷，a、b两点在其连线的中垂线上，则下列说法一定正确的是： （ ）A场强 B 场强 C 电势 D 电势【答案】C【名师点睛】本题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，知道沿着场强方向，电势越来越低【母题3】a、b两个带
6、电小球的质量均为m，所带电荷量分别为3q和q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是： （ ）【答案】D【解析】a球带正电，受到的电场力水平向左，b带负电，受到的电场力水平向右以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左，分析受力如图，则上面绳子应向左偏转设上面绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得，以b球为研究对象，受力如图设ab间的绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得，得到，所以根据几何知识可知，b球在悬点的正下方，故D正确【名师点睛】1、当分析相互作用的两
7、个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法【母题4】套有三个带电小球的圆环放在水平面桌面上（不计一切摩擦），小球的电荷量保持不变，整个装置平衡后，三个小球的一种可能位置如图所示。三个小球构成一个锐角三角形，三角形的边长大小关系是 ABACBC，可以判断图中： （ ）A三个小球电荷量的代数和可能为0B三个小球一定带同种电荷C三个小球所受环的弹力大小为FAFCFBD三个小球带电荷量的大小为QAQCQB【答案】B【名
8、师点睛】三个带电小球处于平衡状态，根据平衡状态找出研究对象所受的合力必须为零进行判断三个力平衡任意两个力的合力与第三个力等值反向【母题5】一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大现保持电容器的电量不变，且电容器N板位置不动下列说法中正确的是： （ ）A将M板向左平移，则静电计指针张角减小B将M板向右平移，则静电计指针张角增大C将M板竖直向下平移，则静电计指针张角减小D将M板竖直向上平移，则静电计指针张角增大【答案】D【解析】将M板向左平移，板间距离d增大，根据电容的决定式得知电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得知板间电势
9、差U增大，则静电计指针张角增大故A错误；【名师点睛】本题是电容的动态分析问题，根据电容的决定式和电容的定义式结合进行分析，分析时还要抓住不变量，电容器充电后与电源断开时其电量不变。【母题6】如图所示，在真空中固定两个等量异号点电荷+Q和-Q，图中O点为两点电荷的连线中点，P点为连线上靠近-Q的一点，MN为过O点的一条线段，且M点与N点关于O点对称，下列说法正确的是： （ ）A同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同 BM、N两点的电势相同 C将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电荷的电势能先增大后减小 D只将-Q移到P点，其它点在空间的位置不变，则O点的电势升高【答案】A【解析】
10、等量异种点电荷的电场的分布具有一定的对称性，故M、N两点的电场强度相同，同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同，故A正确；在过两电荷连线的垂直平分线的两侧，正电荷一边的电势要高于负电荷一边的电势，故M点的电势大于N点的电势，故B错误；将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电场力一直做正功，故电势能一直减小，故C错误；等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线，故O点的电势为零；只将-Q移到P点，其它点在空间的位置不变，此时两个电荷连线的中点在O点的左侧，故O点的电势变为负值，故O点的电势减小，故D错误；故选A。【名师点睛】本题关键是结合等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图进行分析
11、，明确电场力做功等于电势能的减小量，不难。【母题7】如图所示，R 是一个定值电阻，A、B 为水平正对放置的两块平行金属板，两板间带电微粒 P 处于静止状态，则下列说法正确的是： （ ）A若增大A、B两金属板的间距，则有向右的电流通过电阻RB若增大A、B两金属板的间距，P将向上运动C若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，P将向上运动D若紧贴B 板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，P 将向上运动【答案】C【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上
12、的电荷量恒定不变【母题8】如图所示，1、2、3为匀强电场中的三个竖直等势面且U12=U23。一带电粒子从a点进入，其轨迹与等势面交点依次为a、b、c，若不计重力影响，则： （ ）a b c 1 2 3 A粒子运动过程中，电场力做正功，电势能减小B若带电粒子带负电，则受到的电场力方向竖直向下C若带电粒子带正电，则电场强度方向一定水平向左D1、2、3三个等势面的电势的关系是213【答案】A【名师点睛】本题是轨迹问题，首先根据轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受的电场力方向，画电场线是常用方法。【母题9】（多选）空间有一与纸面平行的匀强电场，纸面内的A、B、C三点位于以O点为圆心，半径10cm的圆周上，并
13、且，如图所示。现把一个电荷量q=110C的正电荷从A移到B，电场力做功110J；从B移到C，电场力做功为310J，则该匀强电场的场强方向和大小是： （ ）ABCOA场强大小为200V/m B场强大小为200 V/mC场强方向垂直OA向右 D场强方向垂直OC向下【答案】AC【解析】；则，若设UC=0，则UA=20V，UB=30V，若延长AO则与BC的连线交与BC的三等分点D点，D点的电势应为20V,则AD为电势为20V的等势面，故场强方向垂直OA向右，大小为，故选AC【名师点睛】此题考查了电场力做功与电势差的关系，解题时注意三个物理量的符号；设法找到等势面，场强的方向与等势面垂直.【母题10】（多选）如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M=30. 有M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示。已知M=N ，P=F，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则： （ ）A. 点电荷Q一定在MP的连线上B. 连接PF的连线一定在同一等势面上C. 将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D. P大于M【答案】AD
