易错点08 电场-备战2021年高考物理一轮复习易错题

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易错点 08 电场
易错题【01】对电场、电场强度和电场线理解不到位
1．电场
基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用。
2．电场强度
(1)定义式：
E
＝[注 4]，单位：N/C 或 V/m。
(2)方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
(3)点电荷的电场强度：
E
＝
k
，适用于计算真空中的点电荷产生的电场。
(4)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢
量和。
【注解释疑】
[注 1] 元电荷是最小的电荷单位，不是带电体，也不是点电荷，任何带电体的电荷量都是
元电荷的整数倍，说明电荷量是不连续的。
[注 2] 点电荷是理想化模型，类似于质点。
[注 3] 平方反比律，类似于万有引力定律，不能错误地认为：当距离
r
接近于 0 时，
F
趋
近于无限大，因为当
r
接近 0 时，两个物体不能视为点电荷。
[注 4] 比值定义法，电场强度是描述电场性质的物理量，与放入的试探电荷无关。
3.电场线
(1)定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些有方向的
曲线，曲线上每点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。
电场线不是电荷的运动轨迹，根据电场线方向能确定电荷的受力方向和加速度方向，但不
能确定电荷的速度方向和运动轨迹。
(2)
(3)六种典型电场的电场线
1
[深化理解]
1．电荷量和电荷之间的距离都是决定库仑力大小的因素。
2．均匀带电的绝缘球可以视为点电荷，而距离较近的带电金属球不能视为点电荷，因为金
属球相互靠近时表面所带电荷要重新分布。
3．注意电场强度三个表达式的适用条件，
E
＝适用于一切电场，
E
＝
k
适用于真空中的点电
荷，
E
＝适用于匀强电场。
4．电场强度是矢量，计算某点的合场强应选择合适的方法，利用平行四边形定则求出电场
强度的矢量和，常用方法包括叠加法、对称法、补偿法、微元法等。
5．在研究带电粒子的运动轨迹时，不要误认为运动轨迹与电场线一定重合，只有在特定的
条件下，两者才重合。
6．三个自由点电荷，只在彼此间库仑力作用下而平衡，则“三点共线、两同夹异、两大夹
小、近小远大”。
易错题【02】电势能、电势和电势差理解有误
一、电势能和电势
1．电势能
(1)电场力做功的特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。[注 1]
(2)电势能
①定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所
做的功。[注 2]
②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即
WAB
＝
E
p
A
－
E
p
B
＝－Δ
E
p。[注 3]
2．电势
(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。
(2)定义式：
φ
＝。
(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
3．等势面
(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。
(2)四个特点
①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向总是从电势的等势面指向电势的等势面。[注 4]
2
④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
二、电势差
1．定义：电荷在电场中由一点
A
移到另一点
B
时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。
2．定义式：
UAB
＝。[注 5]
3．电势差与电势的关系：
UAB
＝
φA
－
φ
B
，
UAB
＝－
UBA
。
三、匀强电场中电势差与电场强度的关系
1．电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线
方向的距离的乘积。即
U
＝
Ed
，也可以写作
E
＝。
2．公式
U
＝
Ed
的适用范围：匀强电场。
【注解释疑】
[注 1] 电场力做功的特点与重力做功的特点类似。
[注 2] 零势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势能位置。
[注 3] 电势能的变化特点与重力势能的变化特点类似。
[注 4] 沿着电场线的方向，电势降低最快。
[注 5] 推导过程为
WAB
＝
E
p
A
－
E
p
B
＝
qφA
－
qφB
＝
q
(
φA
－
φB
)＝
qUAB
[深化理解]
1．在应用描述电势、电势能、电势差的公式时，
q
、
W
、
U
、
E
p、
φ
都直接代入正负号进行
运算，而应用描述电场力、电场强度的公式运算时可以不代入正负号。
2．在匀强电场中：
①同一直线上(直线与电场线可成任意角)，相等距离的两点间电势差相等；
②相互平行的直线上任意相等距离的两点间电势差相等。
3．电势的高低与电场强度的大小没有联系。如等量异种点电荷连线
上，从正电荷到负电荷电势一直降低，而电场强度先减小后增大；连
线的中垂线是电势为零的等势面，而电场强度沿中垂线向外逐渐减小。
易错题【03】对带电粒子在电场中运动分析不到位
在示波管模型中，带电粒子经加速电场
U
1加速，再经偏转电场
U
2偏转后，需要经历一段匀
速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点
P
，如图所示。
1．确定最终偏移距离
思路一：
思路二：
2．确定偏转后的动能(或速度)
3
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