第九章 学科素养聚焦 科学思维方法指导：电场中的立体空间问题 课时练作业ppt

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学科素养聚焦
科学思维方法指导：电场中的
立体空间问题
物理
电场中立体空间问题是近几年高考的热点与难点问题，分析解答此类问题的方法如下：
1．将立体空间问题转化为平面问题进行处理，分析题目中有几个点电荷，它们的位置分布情况如何。
2．结合点电荷或等量电荷电场的分布规律，分析电场的空间分布和叠加情况，必要时画出点电荷或等量电荷电场分布平面图。
3．根据立体几何知识求解空间点到场源电荷的距离，进行定量的分析与计算。
4．利用平行四边形定则等求解合电场强度大小，并进一步分析求解其他问题。
【例1】　如图所示，空间有一个正方体，现在A点固定一个正点电荷，下列说法正确的是(　 　)
A．B、D、B′、D′四个点电势相等
B．A′、B、D三点的电场强度相同
C．将＋q试探电荷从C点移动到B点，
和将－q试探电荷从A′点移到D′点静电力做功相同
D．UCA＝UC′A′
C
【例2】　如图所示，在圆锥体空间的顶点O固定一正点电荷，底面圆周上有三点a、b、c，O′是底面圆心，OO′与底面垂直，d点为Oc的中点。在该点电荷所产生的电场中，下列判断正确的是(　 　)
A．a、b、c三点的电场强度相同
B．O点与d点的电势差和d点与c点电势差的关系为UOd＝Udc
C．带正电的试探电荷沿直线从a点移动至O′点过程中受到
的静电力逐渐增大，电势能也逐渐增大
D．带负电的试探电荷沿直线从a点移动至b点过程中电势能不变
C
电的试探电荷沿直线从a点移动至b点过程中，其到O点的距离先减小后增大，负电荷受到引力作用，静电力对负电荷先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。
【跟踪训练1】长方体左右两个正方形平面的中心固定两个等量同种正电荷A和B，AB连线中点为O，长方体的四条边的中点分别为a、b、c、d。下列说法正确的是(　 　)
A．a、b、c、d电场强度均相同
B．a、b、c、d电势均相同
C．a、b、c、d组成的平面是等势面
D．电子从a沿aO方向移动到c，电势能先增大后减小
B
解析：如图所示为两个等量同种正电荷周围电场分布图。由于对称性，a、b、c、d电势均相同，电场强度大小相等，方向不同，故A错误，B正确；等势面始终垂直于电场线，由图可知，a、b、c、d组成的平面不是等势面，故C错误；aOc连线上，O点电势最高，故从a到c过程，电势先升高后降低，由Ep＝－eφ可知，电子从a沿aO方向移动到c，电势能先减小后增大，故D错误。
【跟踪训练2】　如图所示，真空中有四个相同的点电荷，电荷量均为q，分别固定在棱长为L的正四面体(由绝缘材料制成)的四个顶点上，静电力常量为k。任意一个点电荷所受静电力的大小为(　 　)
A
A．b、d两点电场强度相同
B．沿正方形abcd四边移动电荷，静电力不做功
C．O点与e点的电势差等于e点与a点的电势差
D．将试探电荷＋q由a点沿直线ac移动到c点，其电势能先增大后减小
D
与a点的电势差，C错误；将试探电荷＋q由a点沿直线ac移动到O点，静电力做负功，电势能增大，越过O点后静电力做正功，电势能减小，D正确。