2022年高考物理復(fù)習(xí) 專題05 電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系易錯(cuò)點(diǎn)主標(biāo)題：電場(chǎng)線、等勢(shì)面的分布，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系問題易錯(cuò)點(diǎn)副標(biāo)題：剖析考點(diǎn)規(guī)律，明確高考考查重點(diǎn)，為學(xué)生備考提供簡(jiǎn)潔有效的備考策略。關(guān)鍵詞：電場(chǎng)線、等勢(shì)面、電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度難度：3重要程度：5內(nèi)容：熟記易混易錯(cuò)點(diǎn)。易錯(cuò)類型1：不會(huì)處理有關(guān)帶電物體在等勢(shì)面間的運(yùn)動(dòng)問題帶電物體在電場(chǎng)中由一等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到另一等勢(shì)面，電勢(shì)發(fā)生變化，電場(chǎng)力對(duì)帶電物體做功，物體的電勢(shì)能發(fā)生變化，即。電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，當(dāng)帶正電的物體沿著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)逐漸降低，電勢(shì)差為正，即，電場(chǎng)力對(duì)帶電物體做正功，電勢(shì)能減小；沿著電場(chǎng)線反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)逐漸升高，電勢(shì)差為負(fù)，即，電場(chǎng)力對(duì)帶電物體做負(fù)功，電勢(shì)能變大；當(dāng)帶電物體在一等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)差為0，即，電場(chǎng)力對(duì)帶電物體不做功，電勢(shì)能不變。帶負(fù)電的物體運(yùn)動(dòng)情況與帶正電物體的運(yùn)動(dòng)情況相反?？傊瑤щ娢矬w在等勢(shì)面間運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)帶電物體所做的功只與兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差和所帶電荷有關(guān)，與具體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。如果忽略了這一點(diǎn)，就會(huì)將題目復(fù)雜化，以致解題出錯(cuò)。例1如圖所示，圓弧虛線表示正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。光滑絕緣直桿沿電場(chǎng)方向水平放置并固定不動(dòng)，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑塊通過絕緣輕彈簧與固定點(diǎn)O相連，并以某一初速度從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，OMON。若滑塊在M與N時(shí)彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則（ ） A滑塊從M到N的過程中，速度可能一直增大B滑塊從位置1到2的過程中，電場(chǎng)力做的功比從位置3到4的小C在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個(gè)位置D在M、N之間可能存在只由電場(chǎng)力確定滑塊加速度大小的三個(gè)位置【易錯(cuò)】對(duì)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)分布特點(diǎn)不清楚，認(rèn)為，滑塊從位置1到2的過程中，電場(chǎng)力做的功比從位置3到4的小，從而錯(cuò)選B；或者從題圖的信息中得出1、2間的距離小于3、4間的距離，故認(rèn)為滑塊從位置1到2電場(chǎng)力做的功小于從位置3到4電場(chǎng)力做的功，也會(huì)錯(cuò)選B；對(duì)彈簧的狀態(tài)分析錯(cuò)誤，認(rèn)為滑塊在M點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，此時(shí)滑塊的加速度由電場(chǎng)力決定，故認(rèn)為只由電場(chǎng)力確定滑塊加速度大小的位置有三個(gè)，從而錯(cuò)選D?！窘馕觥坑深}圖可知，并且滑塊在M與N時(shí)彈簧的彈力大小相等，所以彈簧在M點(diǎn)處于壓縮狀態(tài)，在N點(diǎn)處于伸縮狀態(tài)；根據(jù)正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布特點(diǎn)可知，從M到N，電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)力對(duì)滑塊做正功；由于滑塊從M到N的過程中彈簧的長(zhǎng)度先減小后增大，彈簧的彈性勢(shì)能先增大，再減小，然后又增大。如果電場(chǎng)力不小于彈簧彈力在水平方向上的的分力，那么滑塊的速度可能一直增大，A正確。由于相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，即，根據(jù)公式可知，滑塊從1到2與從3到4電場(chǎng)力做功相等，B錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理、電場(chǎng)力做功以及彈力做功可得，如果電場(chǎng)力做的正功與彈簧的彈力對(duì)滑塊做的負(fù)功相等，在M、N兩點(diǎn)動(dòng)能不變，所以在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個(gè)位置，C正確。當(dāng)彈簧與處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零，此時(shí)只由電場(chǎng)力確定滑塊的加速度大??；當(dāng)彈簧與直桿垂直時(shí)，彈力的方向與桿垂直，此時(shí)只由電場(chǎng)力確定滑塊的加速度大小，D錯(cuò)誤。由上述分析可知，正確答案為A、C?！军c(diǎn)評(píng)】正確分析帶電物體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況以及做功情況是解題的關(guān)鍵。易錯(cuò)類型2：不會(huì)分析電勢(shì)的高低電勢(shì)用來描述電場(chǎng)能的性質(zhì)，知道了電場(chǎng)中不同位置的電勢(shì)就可以求出電勢(shì)差，借此可以討論別的一系列問題。因此實(shí)際問題中常需要判斷電勢(shì)的高低。電勢(shì)是標(biāo)量，沒有方向，但有正負(fù)，某點(diǎn)電勢(shì)的高低與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇有關(guān)?，F(xiàn)介紹判斷電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)高低的一些常用方法。1）據(jù)電勢(shì)的定義判斷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)電荷的電勢(shì)能跟它的電荷量q的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)，即。分析時(shí)應(yīng)將帶符號(hào)帶入計(jì)算。2）據(jù)電勢(shì)差的定義判斷電勢(shì)差。若，則；若，則；若，則。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意將表示電勢(shì)、電勢(shì)差相對(duì)大小的正負(fù)號(hào)代入公式。3）據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷沿著電場(chǎng)線是電勢(shì)降低的方向。4）據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化關(guān)系判斷電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能的關(guān)系，而，據(jù)具體題目綜合分析比較。常用方法：移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)降落；移動(dòng)負(fù)電荷則相反。5）根據(jù)場(chǎng)源電荷的電場(chǎng)判斷正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，離它越近電勢(shì)越高；負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，離它越近的電勢(shì)越低。 例2（xx臨沂校級(jí)模擬）如圖所示，是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)中的、位于同一平面內(nèi)的三個(gè)等勢(shì)線，其中為直線，與與的電勢(shì)差相等。一重力不計(jì)、帶負(fù)電的粒子進(jìn)入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示。與分別交于a、b、c三點(diǎn)，則（）A若粒子從a到b電場(chǎng)力做功大小為W1，從b到c電場(chǎng)力做功大小為W2，則W1W2B粒子從a到b再到c，電勢(shì)能不斷減少Ca點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高D粒子在c點(diǎn)時(shí)的加速度為零【易錯(cuò)】求電場(chǎng)力做功，一定要用公式W=qU來分析，如果僅看圖的距離長(zhǎng)短，很容易弄錯(cuò)。分析兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，可以綜合使用上面列出的方法，本題有一條帶負(fù)電的粒子進(jìn)入電場(chǎng)，只受電場(chǎng)力作用的運(yùn)動(dòng)軌跡，由其彎曲的方向可知受的電場(chǎng)力在曲線左方，則知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向大致向右，于是這條直線的左側(cè)是正電荷，a點(diǎn)離它近，電勢(shì)就高，如果不掌握多種判斷電勢(shì)高低的方法，很可能判定出錯(cuò)?！窘馕觥坑深}，與、與的電勢(shì)差相等，根據(jù)電場(chǎng)力做功公式W=qU得知，粒子從a到b電場(chǎng)力做功與從b到c電場(chǎng)力做功相等，即W1=W2，故A錯(cuò)誤；由于為直線，是一條等勢(shì)線，則知兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線，根據(jù)粒子的軌跡彎曲方向可知粒子所受的電場(chǎng)力方向向左，則知正點(diǎn)電荷在左側(cè)，負(fù)點(diǎn)電荷在右側(cè)，粒子從a到b再到c，電勢(shì)不斷降低，負(fù)電荷的電勢(shì)能不斷增大，故B錯(cuò)誤，C正確；粒子在c點(diǎn)時(shí)的電場(chǎng)力不為零，加速度不為零，故D錯(cuò)誤。點(diǎn)評(píng)：本題要掌握電場(chǎng)力做功的公式W=qU，可判斷電場(chǎng)力做功的大小關(guān)系。結(jié)合軌跡的彎曲方向和等量異種電荷等勢(shì)線的分布情況，判斷電勢(shì)高低，分析電勢(shì)能的變化。