电场性质的理解与应用

山东省枣庄二中　孙飞

电场性质的理解与应用

山东省枣庄二中孙飞

电场性质在高考的考查中具有“知识交汇多”、“信息含量多”、“考查角度多”的特点，这些特点足以让其成为高分路上的一大“拦路虎”。遇到此类问题，同学们无须一见就慌，只要静下心来，运用所学知识，从力和能的角度去分析，就不难做出正确的判断。

一、理清知识联系，解题快速定向

二、掌握方法技巧，找到解题入口

1.电场性质的判断方法

2.根据粒子运动的轨迹判断粒子的受力及运动情况

（1）确定受力方向

①曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧；

②电场力方向与电场强度方向的关系：正电荷的受力方向与电场强度方向同向，负电荷则相反；

③电场强度方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向。

（2）比较加速度大小

（3）判断带电粒子做加速或减速运动：

电场力与速度方向成锐角（或钝角），电场力做正功（或负功），速度增加（或减小）。

三、明辨解题误区，谨防误入歧途

1.不要以为电势降低的方向就是电场强度的方向，电势降低最快的方向才是电场强度的方向。

例1（多选）两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图1所示。c是两负电荷连线的中点，且在正电荷的正下方，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（）。

A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高

C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低

图1

解析根据电场线的分布图，对于a、b两点，a点周围的电场线较密，则a点的电场强度较大，选项A正确。沿电场线的方向电势降低，a点的电势低于b点的电势，选项B错误。由于c、d关于正电荷对称，正电荷在c、d两点产生的电场强度大小相等、方向相反；两负电荷在c点产生的电场强度为0，在d点产生的电场强度方向向下，根据电场的叠加原理，c点的电场强度比d点的大，选项C正确。c、d两点中，c点离负电荷的距离更小，c点电势比d点低，选项D正确。

答案ACD

2.电容器带电量不变时，板间电场强度不随板间距离的变化而变化，而各点电势的变化要看该点与零势点的电势差如何变化。

例2（多选）如图2所示，两面积较大、正对着的平行极板A、B水平放置，极板上带有等量异种电荷。其中A板用绝缘线悬挂，B板固定且接地，P点为两板的正中间位置。下列结论正确的是（）。

图2

A.若在两板间加上某种绝缘介质，A、B两板所带电荷量会增大

B.A、B两板电荷在P点产生电场的场强大小相等，方向相同

C.若将A板竖直向上平移一小段距离，两板间的电场强度将增大

D.若将A板竖直向下平移一小段距离，原P点位置的电势将不变

答案BD

3.带电粒子所受电场力的变化决定其加速度的变化。根据粒子运动轨迹和各处电场线疏密程度变化可确定粒子加速度的变化情况。

例3带电粒子仅在电场力的作用下，在电场中从a点沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图3所示，则从a到b的过程中，下列说法正确的是（）。

图3

A.粒子带负电荷

B.粒子先加速后减速

C.粒子加速度一直增大

D.粒子的机械能先减小后增大

解析由图像知粒子受到的电场力向右，沿电场线方向，故粒子带正电，故A错误。粒子先做减速运动后做加速运动，故B错误。根据电场线的疏密程度知道场强先减小后增大，加速度先减小后增大，故C错误。从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，动能先变小后增大，D正确。

答案D

说明在不考虑重力做功的情况下，粒子动能的变化规律与机械能的变化规律相同，明白这一点，即可知道D选项正确。

4.在判断电势高低或电势能大小以及电场力做功的正负时，要会用公式的符号规则进行分析。

例4如图4所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组互相垂直的平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则（）。

图4

A.直线a位于某一等势面内，φM＞φQ

B.直线c位于某一等势面内，φM＞φN

C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

解析由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知，N、P两点在同一等势面上，且电场线方向为M→N，故选项B正确，选项A错误。M点与Q点在同一等势面上，电子由M点运动到Q点，电场力不做功，故选项C错误。电子由P点运动到Q点，电场力做正功，故选项D错误。

答案B