重难点12 电场-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（广东专用）

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【情境解读】
【高分技巧】

【考向一：电场的性质】
1．电场强度的分析与计算
(1)电场强度的方向是正电荷所受静电力的方向，也是电场线上某点的切线方向，电场的强弱可根据电场线的疏密程度来进行比较。
(2)计算电场强度常用的方法：公式法、平衡条件求解、叠加合成法、对称法、补偿法、等效法。
2．等势面与电场线的关系
(1)电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。
(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密。
(3)沿等势面移动电荷，静电力不做功，沿电场线移动电荷，静电力一定做功。
3．电场强弱、电势高低、电势能大小的判断方法
(改编自2022年全国乙卷)如图所示,有四个等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处。A、B、C、D为正方形四条边的中点,O为正方形的中心,下列说法正确的是( )。
A.O点电场强度等于零
B.A和C的电场强度不相同
C.将一电子从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零
D.将一电子从A点沿直线移动到C点,电场力做功为零
2．(多选)(2023广东湛江一模)如图所示，在正方体中abcd面的对角线ac的中点放一电荷量为－q的点电荷，在a′b′c′d′面的对角线a′c′的中点放另一电荷量为＋q的点电荷，下列说法正确的是( )
A.a点的电势等于a′点的电势
B.b点的电场强度与d′点的电场强度相同
C.负的试探电荷沿cc′棱从c到c′电势能先增大后减小
D.正的试探电荷沿bb′棱从b到b′静电力一直做负功
3．(2022河北高考)如图，真空中电荷量为2q和－q(q>0)的两个点电荷分别位于M点与N点，形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面(取无穷远处电势为零)，P为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是( )
A．P点电势低于S点电势
B．T点电场强度方向指向O点
C．除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点
D．将正试探电荷q0从T点移到P点，静电力做正功
4． (多选)(2023全国乙卷)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP＞OM，OM＝ON，则小球( )
A.在运动过程中，电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功
5． (多选)(2023深圳第二次调研)范德格拉夫静电加速器结构如图所示，其工作原理是先通过传送带将正电荷传送到金属球壳(电荷在金属球壳均匀分布)，使金属球与地面间产生几百万伏的高压，然后利用高压给绝缘管中的带电粒子加速．在加速管顶端A点无初速度释放一带电粒子，粒子经过B、C两点到达管底(B为AC中点).不计粒子重力，仅考虑球壳产生电场的影响，下列说法中正确的是( )
A. B点电势比C点电势高
B. 粒子从B点到C点的过程中电势能增大
C. 粒子在B点的加速度大于在C点的加速度
D. 粒子在AB与BC间的动能变化量相同
【考向二：电场中的图像问题】
电场中几种常见的图像
6． (2024山东日照统考)如图所示，O点为两等量异种点电荷连线的中点，一带正电的粒子(不计重力)从连线上的A点由静止释放，在静电力作用下运动到B点。取A点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。在粒子从A点运动到B点的过程中，下列关于粒子运动的速度v和加速度a随时间t的变化，运动径迹上电势φ和粒子的电势能Ep随位移x的变化图线可能正确的是( )
7．(多选)线段OB上存在静电场，OB上电场强度随空间变化规律如图9所示。线段上有一点A，O、A、B三点的电场强度大小分别为E0、0、eq \f(E0,2)。将一带电荷量为＋q的粒子从O点由静止释放，只在静电力作用下运动，粒子到达B点时速度变为零。已知A、B两点距O点的距离分别为xA、xB，设A点电势为零。下列说法正确的是( )
A.OA与AB间的电势差满足关系式UOA＝UAB
B.粒子在运动过程中，最大动能为eq \f(1,2)qE0xA
C.xB＝2xA
D.若将粒子从B点由静止释放，粒子将在BO间做往复运动
8． (2023山东青岛高三期末)如图为不等量同种点电荷q1、q2连线上各点电势随位置坐标变化的φ－x图像，图线与φ轴正交，交点处的纵坐标为φ0，a、b为x轴上关于原点O对称的两个点。取无穷远处电势为0，某一正电荷的质量为m，电荷量为e，下列说法正确的是( )
A.q1、q2均带负电
B.两电荷电量之比eq \f(q1,q2)＝eq \f(4,1)
C.将正电荷从a点由静止释放，到达b点时速度为0
D.将正电荷从a点由静止释放，若经过O点时速度为v0，则a点电势为φa＝φ0＋eq \f(mveq \\al(2,0),2e)
9．如图甲所示，在无限大的空间内，边长为2L的正方形四个顶点分别固定着电荷量相等的正电荷，O点为正方形的几何中心，以O为原点，沿中垂线指向无穷远建立x轴，设无穷远处电势为零，通过电势传感器测出中垂线上各点电势随距离x的变化图像如图乙所示。a、b、c、d四个点为两条中垂线上距中心O点等距离的点，有电子、氕核、氘核、氚核四个带电粒子，分别从a、b、c、d四个点由静止释放，不计粒子的重力，以下说法正确的是( )
A.每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有两处
B.每条中垂线上电场强度相同的点有两处
C.若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处，其速度大小关系为v氕>v氘>v氚
D.电子、氕、氘、氚可能围绕中心O做往复运动
10.绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为－2 m，B点坐标为2 m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)( )
A.负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B.负点电荷在B点速度大于v0
C.负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度
D.当负点电荷分别处于－eq \r(2) m和eq \r(2) m时，静电力的功率相等
【考向三：电容器的分析与计算】
1．掌握两个重要结论
(1)电容器与电路(或电源)相连，则两端电压取决于电路(或电源)，稳定时相当于断路，两端电压总等于与之并联的支路电压。
(2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变。
2．注意一个特例
当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性，将使电容器的充电或放电受到限制。
11.微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接。当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。手机运动时下列说法正确的是( )
A.匀速运动时，电阻R中有电流
B.由向前匀速突然减速时，电容器所带电荷量增加
C.由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D.保持向后的匀加速运动时，MN之间的电场强度持续减小
12.如图7所示的电路，先使开关S与1端相连(设t＝0)，稳定后再迅速把开关掷向2端，电流传感器将电流信息传入计算机，计算机屏幕上显示出电流时间的i－t曲线。正确的是( )
13.随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后( )
A.电容器的电容变小
B.电容器的带电量增大
C.极板间电场强度变小
D.膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流
14.(多选)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连，在距离两板等距离的M点有个带电液滴处于静止状态．若将b板向下平移一小段距离，待稳定后，下列说法中正确的是( )
A. 液滴带负电荷
B. 液滴将加速向下运动
C. M点电势升高
D. 带电液滴在M点的电势能增大
15．(2024梅州质检)如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动．若某次膜片振动时，膜片与极板的距离减小，则在此过程中( )
A. 膜片与极板间的电容减小
B. 极板所带电荷量减小
C. 膜片与极板间的电场强度增大
D. 电阻R中有向上的电流
考点
三年考情分析
2025考向预测
(1)电场的基本性质；
(2)实际情境中的电场问题．
3年3考
广东卷[(2024，T8)， (2023，T9)，(2022，T8)]
电场的性质和电场线的特点以点电荷为背景，涉及电场强度大小及电势高低的判断，电场力做功与电势能变化关系的应用；此类题目近几年从二维平面空间拓展到三维立体空间，侧重考查矢量的合成，渗透物理的对称美、残缺美的美学思想,更加侧重模型建构。
内容
重要的规律、公式和二级结论
1.电场、电场强度、点电荷的电场、电场线
(1) 电场线密的地方电场强，稀疏的地方电场弱。
(2) 电场强度的定义式E＝eq \f(F,q)，其大小由电场本身性质决定。
(3) 点电荷的电场强度的决定式E＝eq \f(kQ,r2)，由Q、r决定。
(4) 匀强电场的电场强度E＝eq \f(U,d)，d为沿电场方向上两点间的距离。
2.电势、电势差、电势能、等势面
(5) 电势定义式φ＝eq \f(Ep,q)，其大小与电势能Ep、电荷量q均无关。
(6) 电势差：UAB＝φA－φB＝eq \f(EpA－EpB,q)＝eq \f(WAB,q)。
(7) 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增大。
(8) 等势面与电场线相互垂直，沿电场线方向电势降低最快。
3.匀强电场中电势差跟电场强度的关系
(9) 等差等势面越密的地方，电场越强；越稀疏的地方，电场越弱。
(10) 匀强电场中的平行四边形的对边电势差相等，线段AB中点C的电势φC＝eq \f(φA＋φB,2)。
4.电容器的电容、平行板电容器的电容、常用电容器
(11) 电容的定义式C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(ΔQ,ΔU)，平行板电容器的决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)。
(12) 电容器接在电源上，电压不变，改变d或S或εr，极板上的电荷量变化；断开电源时，电容器电荷量不变，改变d，电场强度E＝eq \f(4πkQ,εrS)不变。
5.带电粒子在电场中的直线运动(只受电场力)
(13) 动力学观点：a＝eq \f(qE,m)，E＝eq \f(U,d)，v2－veq \\al(2,0)＝2ad。
(14) 能量观点：W＝qU＝Ek2－Ek1。
6.带电粒子在电场中的偏转
(15) 运动条件：①只受静电力；②初速度v0⊥E。
(16) 运动性质：类平抛运动。
(17) 偏移量：y＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(qUl2,2mdveq \\al(2,0))。
(18) 速度偏转角的正切值：tan θ＝eq \f(vy,v0)＝eq \f(qUl,mdveq \\al(2,0))。
物理量
判断方法
电场
强弱
①根据电场线的疏密判断
②根据公式E＝keq \f(Q,r2)和电场强度叠加原理判断
电势
高低
①根据电场线的方向判断
②由UAB＝eq \f(WAB,q)判断
③根据静电力做功(或电势能)判断
电势能
大小
①根据Ep＝qφ判断
②根据ΔEp＝－W电，由静电力做功判断
③根据能量守恒定律判断
v－t
图像
当带电粒子只受静电力时，从v－t图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况，进而可判定粒子运动中经过的各点的电场强度方向、电场强度大小、电势高低及电势能的变化情况
φ－x
图像
(1)从φ－x图像中可以直接判断各点电势的高低，进而确定电场强度的方向及试探电荷电势能的变化
(2)φ－x图线切线的斜率大小表示沿x轴方向电场强度E的大小
E－x
图像
以电场强度沿x轴方向为例：
(1)E>0表示电场强度沿x轴正方向，E