河南 寧鵬程

(作者單位：河南省鞏義市第二高級中學(xué))

以“電場”為載體，重溫力學(xué)經(jīng)典規(guī)律

2017年高考電場選擇題賞析

電場部分Ⅱ級要求的知識點(diǎn)有庫侖定律、電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的電場、電勢差、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動，本文針對2017年高考選擇題是如何在這些知識點(diǎn)上體現(xiàn)的，進(jìn)行歸類賞析，以期對2018年高考的復(fù)習(xí)備考有所啟發(fā)和幫助。

一、對電場線、電勢、電場強(qiáng)度等的考查

圖1

【例1】(2017·天津卷7題)如圖1所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是

( )

A．電子一定從A向B運(yùn)動

B．若aAgt;aB，則Q靠近M端且為正電荷

C．無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpAlt;EpB

D．B點(diǎn)電勢可能高于A點(diǎn)電勢

圖2

【答案】BC

【總結(jié)】只要物體做曲線運(yùn)動，所受的合外力一定會指向軌跡的凹側(cè)，由此可判斷電場的方向或粒子的電性；電場力做功與電勢能的關(guān)系：無論是正電荷還是負(fù)電荷，只要電場力做正功，該電荷的電勢能就減??；只要電場力做負(fù)功，該電荷的電勢能就增加；電勢與電勢能的關(guān)系：同一個正電荷，所處電勢越高，其電勢能越大；同一個負(fù)電荷，所處電勢越低，其電勢能越大。

圖3

【例2】(2017·全國卷Ⅰ20題)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中，任一點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖3所示。電場中四個點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是

( )

A．Ea∶Eb=4∶1 B．Ec∶Ed=2∶1

C．Wab∶Wbc=3∶1 D．Wbc∶Wcd=1∶3

【答案】AC

【點(diǎn)評】φ-r圖象上某點(diǎn)切線的斜率的絕對值等于電場強(qiáng)度的大小，電場強(qiáng)度為零處，φ-r圖象存在極值，極值點(diǎn)切線的斜率為零；在φ-r圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小的關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向；判斷電勢能變化的方法：①直接用Ep=qφ進(jìn)行判斷；②用電場力做功與電勢能變化的關(guān)系進(jìn)行判斷。

圖4

【例3】(2017·全國卷Ⅲ21題)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖4所示，三點(diǎn)的電勢分別為 10 V、17 V、26 V。下列說法正確的是

( )

A．電場強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm

B．坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1 V

C．電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7 eV

D．電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做功為9 eV

【答案】ABD

圖5

圖6

二、對電場中物體平衡問題的考查

圖7

【例4】(2017·海南卷4題)如圖7所示，平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負(fù)極相連，一帶電小球經(jīng)絕緣輕繩懸掛于兩極板之間，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)保持右極板不動，將左極板向左緩慢移動。關(guān)于小球所受的電場力大小F和繩子的拉力大小T，下列判斷正確的是

( )

A．F逐漸減小，T逐漸減小

B．F逐漸增大，T逐漸減小

C．F逐漸減小，T逐漸增大

D．F逐漸增大，T逐漸增大

【答案】A

(作者單位：河南省鞏義市第二高級中學(xué))