【新戰(zhàn)法】高考物理專題復(fù)習(xí)課件：專題7電場整理

專題7電場考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差考點(diǎn)31電容器考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化112022/12/17專題7電場考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律考點(diǎn)29電場考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律

212022/12/17考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律

212022/12/12(2)庫侖定律公式適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷間．“點(diǎn)電荷”是一個(gè)理想模型，是相對(duì)而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以被看成點(diǎn)電荷．例如，設(shè)帶電小球的半徑為R，兩球間的距離為r，當(dāng)rR時(shí)，帶電小球可等效成電荷量都集中在球心的點(diǎn)電荷．但帶電導(dǎo)體球距離近了，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替兩電荷的間距．【關(guān)鍵點(diǎn)撥】任何一個(gè)帶電體都可以被看成是由許多點(diǎn)電荷組成的，任意兩點(diǎn)電荷之間的作用力都遵循庫侖定律，可以用矢量求和法求合力.312022/12/17(2)庫侖定律公式適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷間．3120考法1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用★★(1)高考通常設(shè)置兩個(gè)帶電體相互接觸，判斷或計(jì)算接觸前后二者間庫侖力的變化，綜合考查電荷守恒定律和庫侖定律．求解這類問題時(shí)要注意：對(duì)兩個(gè)帶電導(dǎo)體相互接觸，首先正、負(fù)電荷相互中和，剩余電荷將重新在兩導(dǎo)體間分配．在題目中，兩個(gè)帶電體一般是完全相同的球體，其共有電荷量在接觸后將等分，由F＝知，其作用力的變化取決于二者之積的大?。?2)對(duì)于庫侖定律的專項(xiàng)考查，不外乎適用條件和計(jì)算．關(guān)注以下實(shí)例和注意點(diǎn)．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律412022/12/17考法1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用★★考點(diǎn)28電荷①如圖所示，兩個(gè)相距較近的帶電金屬球中心距離為r，所帶電荷量均為Q，若是同種電荷則互相排斥，電荷中心間的距離大于r，如圖所示，則有

；若是異種電荷則相互吸引，電荷間的距離小于r，則有

.②在用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要用電荷量的絕對(duì)值代入公式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)是同種電荷，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用力是斥力還是引力．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律512022/12/17①如圖所示，兩個(gè)相距較近的帶電金屬球中心距離為r，所帶電荷量考法2與庫侖力有關(guān)的受力分析與計(jì)算問題★★★有庫侖力參與的力的分析問題，在高考中非常常見，可以分為兩個(gè)角度．1．庫侖力與重力、彈力、摩擦力的綜合作用問題這類問題研究對(duì)象是一個(gè)或兩個(gè)帶電體，除了受到重力、彈力、摩擦力之外，還受到庫侖力．解決本問題的基本方法仍是力的分析方法，首先明確研究對(duì)象，分析受力，再依據(jù)已知物體的平衡條件或運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，將所受的各個(gè)力包括庫侖力進(jìn)行合成或分解，列出方程或算式求解．但需要注意的是：(1)與重力、彈力、摩擦力不同，庫侖力的大小與距離有關(guān)，距離的變化會(huì)帶來力的大小變化，所以解題時(shí)需要注意物體間距離的變化．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律612022/12/17考法2與庫侖力有關(guān)的受力分析與計(jì)算問題★★★考點(diǎn)28電(2)庫侖力的方向在相互作用物體間連線上，物體位置的變化，會(huì)導(dǎo)致力的作用方向出現(xiàn)變化．由于重力是在豎直方向上的，所以要特別注意確定庫侖力的方向是否水平或有特殊角．否則，可以定性分析，卻難于定量計(jì)算．一個(gè)典型問題如圖，用絕緣線懸掛的兩個(gè)帶電小球，質(zhì)量分別為m1、m2，帶電荷量分別為q1、q2.這是一個(gè)庫侖力與重力、拉力綜合的問題．注意它們靜止平衡時(shí)，懸線偏離豎直方向的角度不一定相同，連線不一定水平，這與兩個(gè)小球重力的大小、兩條懸線的長短有關(guān)．但反過來，若已知連線水平，或已知偏離豎直方向角度等，就易求質(zhì)量的大小(但有一個(gè)總的原則，用整體法分析，不管它們相互間的作用力，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，兩個(gè)小球的整體重心，一定與懸線的交點(diǎn)在一條豎直線上)．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律712022/12/17(2)庫侖力的方向在相互作用物體間連線上，物體位置的變化，2．三個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)的平衡問題如圖所示，在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線依次排列三個(gè)帶電小球A、B、C(可視為點(diǎn)電荷)．若它們恰能處于平衡狀態(tài)，那么這三個(gè)小球所帶的電荷量及電性應(yīng)該滿足什么關(guān)系？定性分析：要使每個(gè)小球都處于平衡狀態(tài)，必須使其他兩個(gè)小球?qū)λ膸靵隽Υ笮∠嗟?、方向相反．?duì)中間小球B必須滿足FAB＝FCB，所以QA和QC為同種電荷．再以球A(或球C)為研究對(duì)象，QB必須與QA、QC電荷相異，且FCA＝FBA，即

，由于rAC＞rAB，因此可知QB＜QC，同理QB＜QA.考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律812022/12/172．三個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)的平衡問題定性分析：要使每個(gè)小球都處定量計(jì)算：由相互間庫侖力大小相等得

，即有

，又考慮到rAC＝rAB＋rBC，解得：此式為三球平衡時(shí)所帶電荷量大小關(guān)系．結(jié)論：三個(gè)點(diǎn)電荷平衡的規(guī)律可概括為：三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律返回專題首頁912022/12/17定量計(jì)算：由相互間庫侖力大小相等得考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1．電場與電場強(qiáng)度(1)電場是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷有力的作用．(2)電場強(qiáng)度是用來描述電場具有力的性質(zhì)的物理量，其大小、方向由電場本身決定．定義式：

E＝F/q，普遍適用，其中q為檢驗(yàn)電荷所帶的電荷量．點(diǎn)電荷Q在真空中產(chǎn)生的場強(qiáng)為E＝kQ/r2.(3)場強(qiáng)是矢量，規(guī)定正電荷受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向，場強(qiáng)的疊加遵循平行四邊形定則．(4)計(jì)算電場強(qiáng)度的三個(gè)公式的比較1012022/12/17考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1．電場與電場強(qiáng)度1012022.電場線電場線是假想線，直觀形象地描述電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向，曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，曲線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1112022/12/172.電場線考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線111202(1)靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，它不封閉，也不在無電荷處中斷．如圖所示為正、負(fù)點(diǎn)電荷周圍的電場線．(2)電場線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向．任意兩條電場線不會(huì)在無電荷處相交(包括相切)．注意：電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1212022/12/17(1)靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)(3)掌握幾種電場的電場線分布①等量異種點(diǎn)電荷a．兩點(diǎn)電荷連線上電場強(qiáng)度的大小是先減小后增大，中點(diǎn)的電場強(qiáng)度最小．b．兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，場強(qiáng)的方向相同，總與中垂線垂直，指向負(fù)電荷的一側(cè)，中點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大，從O點(diǎn)向外，電場強(qiáng)度逐漸減?。诘攘客N點(diǎn)電荷(以正電荷為例)a．電場線左右對(duì)稱，連線的中點(diǎn)O的左側(cè)電場強(qiáng)度方向向右，右側(cè)電場強(qiáng)度方向向左，在兩點(diǎn)電荷連線上，電場強(qiáng)度的大小是先減小后增大，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1312022/12/17(3)掌握幾種電場的電場線分布考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場b．兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，電場線方向從O點(diǎn)沿直線向外，在中垂線上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等．從O點(diǎn)向外，電場強(qiáng)度先增大后減?。埸c(diǎn)電荷與導(dǎo)體形成的電場a．以點(diǎn)電荷向平板作垂線為軸，電場線左右對(duì)稱．b．電場線的分布情況類似于等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布，而帶電平板恰為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1412022/12/17b．兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，電場線方向從O點(diǎn)沿直線向外，在中考法3電場強(qiáng)度的疊加計(jì)算★★★空間中的電場通常會(huì)是多個(gè)場源產(chǎn)生的電場的疊加，電場強(qiáng)度可以應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行矢量計(jì)算，這是高考?？嫉目键c(diǎn)．雖然電場強(qiáng)度的定義式為E＝F/q，但公式E＝kQ/r2反映了某點(diǎn)場強(qiáng)與場源電荷及該點(diǎn)到場源電荷的距離關(guān)系，體現(xiàn)了電場的來源與本質(zhì)，高考更易圍繞此公式出題．主要有以下三種方式：1．已知一些場源(通常會(huì)是點(diǎn)電荷)，以及若干點(diǎn)場強(qiáng)的大小或方向，求未知場源特性或者另一點(diǎn)的場強(qiáng)大小．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1512022/12/17考法3電場強(qiáng)度的疊加計(jì)算★★★考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場解決本問題的基本方法：(1)應(yīng)用公式E＝kQ/r2表示各場源在已知點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)的大??；(2)依據(jù)已知點(diǎn)合場強(qiáng)的大小或方向，列關(guān)系式(如E1＋E2＝E已知)可以求出未知場源的場強(qiáng)；(3)進(jìn)而求出未知場源特性，以及其他點(diǎn)場強(qiáng)的大?。⒁鈨蓚€(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)要分析疊加在已知點(diǎn)上各個(gè)場強(qiáng)大小，特別是場強(qiáng)的方向．例如，若已知一個(gè)點(diǎn)電荷受力或合場強(qiáng)為零，當(dāng)各個(gè)分場強(qiáng)的方向不在同一條直線上時(shí)，這不是代數(shù)計(jì)算的問題，要注意應(yīng)用矢量的合成與分解方法，建立三角形關(guān)系求解．(2)要注意應(yīng)用對(duì)稱性求解，場源是一個(gè)大平面或環(huán)形帶電體時(shí)，在穿過平面的中軸線上關(guān)于平面對(duì)稱的點(diǎn)上產(chǎn)生的場強(qiáng)會(huì)對(duì)稱，注意這個(gè)隱含條件的應(yīng)用．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1612022/12/17解決本問題的基本方法：(1)應(yīng)用公式E＝kQ/r2表示各場源2．利用靜電平衡導(dǎo)體中場強(qiáng)特性求電場強(qiáng)度處于靜電場中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零．其本質(zhì)是感應(yīng)電荷的電場強(qiáng)度與外加電場的電場強(qiáng)度疊加后為零，即有E感＋E外＝0.考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1712022/12/172．利用靜電平衡導(dǎo)體中場強(qiáng)特性求電場強(qiáng)度考點(diǎn)29電場強(qiáng)度3．應(yīng)用微元法和對(duì)稱性求電場強(qiáng)度微元法就是將研究對(duì)象分割成若干微小的單元，或從研究對(duì)象上選取某一“微元”加以分析，從而可以應(yīng)用點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式

來計(jì)算電場強(qiáng)度．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1812022/12/173．應(yīng)用微元法和對(duì)稱性求電場強(qiáng)度考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場考法4電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查★★★1．依據(jù)電場線圖像疏密定性判斷場強(qiáng)大?。畧鰪?qiáng)大的地方電場線密，場強(qiáng)小的地方電場線疏．例如在圖甲中EA>EB.2．若只給出一條直電場線，如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小無法由電場線的疏密程度來確定，對(duì)此情況可有多種推理判斷：(1)若是正點(diǎn)電荷電場中的一根電場線，則有EA＞EB.(2)若是負(fù)點(diǎn)電荷電場中的一根電場線，則有EA＜EB.考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1912022/12/17考法4電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查★★★2．若只給出一條直(3)若是勻強(qiáng)電場中的一根電場線，則有EA＝EB.(4)若是兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷連線上的電場線，就是兩個(gè)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的疊加，有以下兩種情況：①此電場線在兩個(gè)電荷之間時(shí)，場強(qiáng)先減小后增大，在兩個(gè)電荷中點(diǎn)時(shí)，場強(qiáng)最?。?可以觀察上頁相應(yīng)電場線圖通過疏密程度判斷，也可以通過極限法分析，當(dāng)無限接近任一個(gè)電荷時(shí)，場強(qiáng)是巨大的，離兩個(gè)電荷都較遠(yuǎn)的話，場強(qiáng)較小)在此特別注意，一條直線式的電場線不意味著場強(qiáng)只增大或減?。诖穗妶鼍€若是任一個(gè)電荷外側(cè)的電場線，則越靠近電荷場強(qiáng)越大．(5)若是兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線上的電場線，則越靠近電荷場強(qiáng)越大，越遠(yuǎn)離電荷場強(qiáng)越?。键c(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2012022/12/17(3)若是勻強(qiáng)電場中的一根電場線，則有EA＝EB.考點(diǎn)29考法5帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)軌跡與受力分析★★★★帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)，受到電場力的作用，運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，這既能考查學(xué)生對(duì)電場性質(zhì)的把握，又能考查學(xué)生對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的把握．這個(gè)問題一般分為兩類：1．帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)如圖所示，帶電粒子自a向b運(yùn)動(dòng)，判斷粒子所處電場場強(qiáng)的方向．解決這個(gè)問題的基本原理是曲線運(yùn)動(dòng)的條件，即物體受到的外力與速度不在同一條直線上．解法如下：考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2112022/12/17考法5帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)軌跡與受力分析★★★★考點(diǎn)292．帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)在只受電場力作用時(shí)，粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)，則電場強(qiáng)度的方向必定與粒子運(yùn)動(dòng)的方向在一條直線上(或粒子在這個(gè)“直線”電場中由靜止釋放)，運(yùn)動(dòng)方向與受力方向相同則加速，相反則減速．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2212022/12/172．帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線當(dāng)考慮粒子重力時(shí)，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)電場一般是勻強(qiáng)電場，可能存在以下情況：(1)粒子受到的電場力與重力大小相等，方向相反，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)粒子受到的電場力與重力的合力不為零，但合力方向與速度方向在同一條直線上，粒子做變速直線運(yùn)動(dòng)．應(yīng)用力的三角形關(guān)系，可進(jìn)一步求出電場強(qiáng)度或質(zhì)量．如圖所示，帶電粒子沿直線AB運(yùn)動(dòng)，則可判定粒子可能受到圖示中實(shí)線Eq或虛線E′q的電場力的作用，它們與重力的合力方向在直線AB上．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2312022/12/17當(dāng)考慮粒子重力時(shí)，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)電場一般是勻強(qiáng)電場，可返回專題首頁考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2412022/12/17返回專題首頁考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2412022/1考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差

2512022/12/17考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差

2512022/12/①電場力對(duì)正電荷做正功，電荷電勢能越少，電勢降低，電場力對(duì)正電荷做負(fù)功，電荷電勢能增加，電勢升高；反之，電場力對(duì)負(fù)電荷做正功，電勢升高，電場力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功，電勢降低．②電勢沿著電場線的方向降低，且降低最快．(3)在勻強(qiáng)電場中，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：U＝Ed，d為沿著場強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離．3．等勢面電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面．(1)等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功．(2)等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.(3)等勢面越密，說明場強(qiáng)越大．2612022/12/17①電場力對(duì)正電荷做正功，電荷電勢能越少，電勢降低，電場力對(duì)正考法6電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計(jì)算★★★1．電場力做功(1)利用W＝Fxcosθ計(jì)算電場力做功電荷在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)時(shí)，受到電場力F為恒力，利用W＝Fxcosθ計(jì)算電場力做功，其中F＝Eq，xcosθ＝d，W＝Eqd.(2)利用W＝－ΔEp或W＝qU計(jì)算電場力做功電場力做功時(shí)，電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．在已知電荷的電勢能時(shí)，利用W＝－ΔEp計(jì)算電場力做的功比較方便．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差2712022/12/17考法6電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計(jì)算★★★考點(diǎn)30在已知電勢或電勢差時(shí)，利用W＝qU計(jì)算電場力做功．公式W＝qU適用于一切電場，計(jì)算時(shí)式中各個(gè)量可以取絕對(duì)值，功的正負(fù)則根據(jù)電場力的方向和位移的方向來判斷；也可以將q、U的正負(fù)號(hào)代入公式進(jìn)行計(jì)算，從而根據(jù)W的正負(fù)來判斷功的正負(fù)．2．電勢能的變化(1)根據(jù)電場力做功判斷，若電場力對(duì)電荷做正功，電勢能減少；反之則增加．即WAB＝－ΔEp.(2)若只有電場力做功，電荷的電勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而總和應(yīng)保持不變．即當(dāng)動(dòng)能增加時(shí)，電勢能減少．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差2812022/12/17在已知電勢或電勢差時(shí)，利用W＝qU計(jì)算電場力做功．公式W＝q考法7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況★★★★1．掌握特殊電場的等勢面(1)正電荷與負(fù)電荷的等勢面，它們是同心圓，越遠(yuǎn)離場源電荷，等勢面越疏．正電荷周圍越遠(yuǎn)離電荷，電勢越低；負(fù)電荷周圍越靠近電荷，電勢越低．(2)等量異種電荷周圍的等勢面：是兩簇對(duì)稱的曲面，如圖甲所示．在二者的連線上，由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸降低；在二者連線的中垂線上，各點(diǎn)電勢相等．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差2912022/12/17考法7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況★★★(3)等量同種正電荷周圍的等勢面：是兩簇對(duì)稱的曲面，如圖乙所示．在二者的連線上，中點(diǎn)電勢最低；在二者連線的中垂線上，中點(diǎn)電勢最高，由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處電勢逐漸降低，無窮遠(yuǎn)處電勢為零．2．已知電荷或電場線分析電勢高低(1)分析電勢高低的基本原則①根據(jù)電場線的方向，沿著電場線的方向，電勢越來越低．②根據(jù)UAB＝φA－φB＝WAB/q，電場力對(duì)正電荷做正功，電勢降低；電場力對(duì)正電荷做負(fù)功，電勢升高．③電場力做正功，電勢降低，電場力做負(fù)功，電勢升高．例如，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為零，分析圖甲和圖乙中兩個(gè)電荷連線上中點(diǎn)電勢大小情況．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3012022/12/17(3)等量同種正電荷周圍的等勢面：是兩簇對(duì)稱的曲面，如圖乙①分析圖甲：設(shè)想一正電荷在圖甲中心點(diǎn)，讓電荷沿中垂線移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)，由于電場力始終與位移垂直，電場力不做功，所以在中垂線上各點(diǎn)電勢相等，若定義無窮遠(yuǎn)處電勢為零，那么中垂線上包括中心點(diǎn)的電勢均為零．②分析圖乙：設(shè)想一正電荷在圖乙中心點(diǎn)，讓電荷沿中垂線移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處，電場力與正電荷運(yùn)動(dòng)方向一致，始終做正功，電勢不斷降低，若定義無窮遠(yuǎn)處電勢為零，可以確定中心點(diǎn)的電勢大于零．考法8已知等勢面分布時(shí)，分析電場情況★★★高考中已知等勢面或等勢點(diǎn)的信息要求判斷電場的特性，也是本節(jié)的重要考查方式．這類題除已知等勢面信息外，一般還會(huì)已知場源電荷電性或電場力做功等情況，以判斷電勢變化的方向．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3112022/12/17①分析圖甲：設(shè)想一正電荷在圖甲中心點(diǎn)，讓電荷沿中垂線移動(dòng)到無(1)分析電場情況的基本原則①電荷從等勢面上一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，無論路徑如何，電場力做功為零．從一個(gè)等勢面的一點(diǎn)到另一個(gè)等勢面的任一點(diǎn)，電場力做功相等．②電場線垂直于每個(gè)等勢面，電場線方向沿著電勢降低的方向．③判斷電勢變化的依據(jù)：a正電荷從電勢高處向電勢低處移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減小，反之，則電場力做負(fù)功，電勢能增加(負(fù)電荷讀者自行分析)．b對(duì)于正電荷，電勢能大處，電勢高；對(duì)于負(fù)電荷，電勢能大處，電勢低．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3212022/12/17(1)分析電場情況的基本原則考點(diǎn)30電勢能電勢(2)已知等勢面分析電場情況的思路①明確等勢面的形狀特點(diǎn)，勾勒出電場線的大概方向．若已知的是若干個(gè)等勢點(diǎn)，還須先大概描出等勢面．(要將題中的等勢面與所學(xué)的正、負(fù)電荷的等勢面或者同號(hào)、異號(hào)電荷的等勢面做類比)②依據(jù)已知的場源電荷電性或電場力做功等情況，確定電勢的高低分布，從而確定電場線的方向(或者依據(jù)已知的電勢高低，確定電場線的方向和場源的電性)．考法9勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用★★★

勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系需要明確兩點(diǎn)：考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3312022/12/17(2)已知等勢面分析電場情況的思路考點(diǎn)30電勢能電(1)電勢在沿電場方向降落得最快．如圖甲中，同樣的電勢差沿AB方向距離比沿AO方向更長．(2)電勢與電場強(qiáng)度的數(shù)量關(guān)系中

d是沿電場方向的距離，U＝Ed或U＝Elcosθ.公式U＝Ed主要有以下兩類拓展應(yīng)用：①由于公式U＝Elcosθ中U與l成比例，所以，如圖甲中

.若已知UAB和UAC，可通過比例關(guān)系找到C點(diǎn)，如此可畫出等勢面．也可通過比例關(guān)系求得UAC.考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3412022/12/17(1)電勢在沿電場方向降落得最快．如圖甲中，同樣的電勢差沿考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3512022/12/17考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3512022/12/1考法10根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對(duì)粒子的作用★★★電場中場強(qiáng)、電勢、電勢能密切相關(guān)，透過其中一個(gè)物理量能夠捕捉到另一個(gè)物理量的信息，進(jìn)而可知電場對(duì)電荷的作用情況，高考趨向于如此考查考生的分析能力．如圖甲所示，在勻強(qiáng)電場中的一條電場線上有A、B兩點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為x1、x2，其電勢與坐標(biāo)的關(guān)系如圖乙所示，分析電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)的加速度變化．解決此類問題的關(guān)鍵是求出電場強(qiáng)度E隨坐標(biāo)x變化的信息．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3612022/12/17考法10根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對(duì)粒因?yàn)?/p>

，所以電勢對(duì)位移的變化率表示場強(qiáng)，即曲線上某點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)的場強(qiáng)，當(dāng)Δx趨近于0時(shí)，

就是某點(diǎn)的場強(qiáng)．由圖乙曲線斜率變化可知，隨x的增大場強(qiáng)逐漸減?。谑强芍姾裳豿軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度越來越小．同理，由電場力做功與電勢能變化的關(guān)系ΔEp＝FΔx，即

，由此可知Ep－x圖線的斜率表示電場力F的大小，而F＝qE，所以

，因此Ep－x圖線的斜率也可分析場強(qiáng)的情況．總之，挖掘出場強(qiáng)的變化規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵．返回專題首頁考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3712022/12/17因?yàn)榭键c(diǎn)31電容器

3812022/12/17考點(diǎn)31電容器

3812022/12/12

3912022/12/17

3912022/12/121．了解靜電計(jì)．靜電計(jì)是用驗(yàn)電器改裝的器材，如圖所示，金屬球接平行板電容器一極板，外殼接地，用來測量電勢差．靜電計(jì)本身是一個(gè)極小的電容器，依據(jù)Q＝UC，Q比較小，測量時(shí)不影響所測的電路；U越大，Q越大，靜電計(jì)內(nèi)指針張開角度越大．考點(diǎn)31電容器考法11靜電計(jì)測試平行板電容器的變化★★★靜電計(jì)用在研究決定平行板電容器電容因素的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，高考借此實(shí)驗(yàn)拓展考查學(xué)生對(duì)平行板電容器特性的掌握．2．注意電路的連接，靜電計(jì)需要與所測的電勢差并聯(lián)．一般地，金屬球接電容器一個(gè)極板，外殼接地，那么電容器的另一個(gè)極板也接地．4012022/12/171．了解靜電計(jì)．靜電計(jì)是用驗(yàn)電器改裝的器材，如圖所示，金屬球3．決定平行板電容器電容的因素與靜電計(jì)指針的變化．當(dāng)電路連接后，首先要確定的是，加在兩極板間的電路是閉合還是斷開，若閉合則加在兩極板間的電壓是不變的，靜電計(jì)的指針不會(huì)變化．若斷開，則兩板所帶的電荷量不變，隨著兩極板的結(jié)構(gòu)改變，靜電計(jì)指針變化，分析如下．當(dāng)Q一定時(shí)，依據(jù)

和

，平行板電容器的兩板距離變大或正對(duì)面積變小，C變小，U增大，靜電計(jì)指針張開角度增大．平行板電容器的兩板距離變小或正對(duì)面積變大，C變大，U變小，靜電計(jì)指針張開角度減?。键c(diǎn)31電容器4112022/12/173．決定平行板電容器電容的因素與靜電計(jì)指針的變化．考點(diǎn)31考法12平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的應(yīng)用★★★平行板電容器連接在電路中，受到電路的控制；平行板電容器兩極板間是勻強(qiáng)電場，可以探究其中場強(qiáng)、電勢以及電荷在其中的運(yùn)動(dòng)．所以平行板電容器這一考點(diǎn)一般以綜合問題的形式在高考中出現(xiàn)．我們可從以下幾個(gè)方面各個(gè)突破．1．通過電容器的變化分析電荷量、電壓、場強(qiáng)變化電容器與電路連接，影響平行板電容器的電容的因素發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)使電壓、場強(qiáng)或者電荷量發(fā)生變化．求解這類問題時(shí)，區(qū)分兩種情形，分別分析：考點(diǎn)31電容器4212022/12/17考法12平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的應(yīng)用★★★考點(diǎn)31(1)如圖所示，開關(guān)S閉合保持和電源連接，則電容器兩端的電壓恒定(等于電源電動(dòng)勢)，這種情況下帶電荷量Q＝CU∝C，而

，

.具體做以下三個(gè)方面分析：①兩板間電壓不變時(shí)，若d增大，則C減小，則Q減小，電路中產(chǎn)生從B至A的瞬間電流．(若減小，讀者自行分析)②兩板間電壓不變時(shí)，無論C怎樣變化，兩板間的電場強(qiáng)度與兩板間的距離d都成反比．③閉合開關(guān)S，可通過調(diào)節(jié)電路中的電阻，改變電壓，從而控制平行板間電場．遇到復(fù)雜電路，注意分析電路．考點(diǎn)31電容器4312022/12/17(1)如圖所示，開關(guān)S閉合保持和電源連接，則電容器兩端的電(2)如圖所示，電容器充電后斷開開關(guān)S，保持電容器帶電荷量Q恒定，這種情況下

，

，則

，.注意：在Q不變的情形下，無論d變大還是變小，兩板間勻強(qiáng)電場E不變，E與兩板正對(duì)面積成反比．2．通過電容器的變化分析平衡問題充電后的平行板電容器，兩板之間形成了勻強(qiáng)電場，帶電粒子處在電容器中可以在重力、電場力等的共同作用下平衡或加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)影響平行板電容器的電容的因素發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起電場強(qiáng)度的變化，進(jìn)而引起帶電粒子所受電場力的變化．求解這類問題時(shí)，關(guān)鍵是判斷電容器兩板間場強(qiáng)的變化，依據(jù)前面的分析，可知兩板間Q不變時(shí)，E不隨d變化，E與S成反比；兩板間U不變時(shí)，E與d成反比，但U可通過電路調(diào)節(jié)，計(jì)算時(shí)，要注意各個(gè)變化因素的比例關(guān)系．考點(diǎn)31電容器4412022/12/17(2)如圖所示，電容器充電后斷開開關(guān)S，保持電容器帶電荷量3．通過電容器的變化分析電勢和電勢能電容器的電容發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)引起電壓、場強(qiáng)發(fā)生變化，進(jìn)而可能會(huì)引起某點(diǎn)電勢的變化和電荷在該點(diǎn)電勢能的變化．判斷電容器某點(diǎn)電勢的變化時(shí)，一般是通過該點(diǎn)與某一極板的電勢差的變化來判斷．電勢能是電荷和電場所組成的系統(tǒng)所共有的．電場中同一點(diǎn)放上不同的電荷，其電勢能不同．正電荷在電勢高處電勢能大，而負(fù)電荷在電勢高處電勢能?。键c(diǎn)31電容器4512022/12/173．通過電容器的變化分析電勢和電勢能考點(diǎn)31電容器451如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S保持與電源連接，a處固定一帶電荷量很小的正點(diǎn)電荷，現(xiàn)將電容器N板向下移動(dòng)一小段距離時(shí)，由于電壓不變，根據(jù)

得場強(qiáng)減小，a點(diǎn)和上極板M的電勢差UMa＝EdMa，則UMa減小，又根據(jù)UMa＝φM－φa知，因φM不變，所以φa升高，正電荷的電勢能也就增大．返回專題首頁考點(diǎn)31電容器4612022/12/17如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S保持與電源連接，a處固定一帶電考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)

4712022/12/17考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)

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4912022/12/12考法13帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)的分析★★分析帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)需注意：(1)不忽略重力時(shí)，帶電粒子在電場中可能做直線運(yùn)動(dòng)．具體分析見考點(diǎn)29考法5.(2)帶電粒子在重力場與電場共同作用下的加速運(yùn)動(dòng)．此時(shí)可以不考慮過程，應(yīng)用動(dòng)能定理有(3)帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動(dòng)．這個(gè)時(shí)候要采用力學(xué)的分析方法分析粒子的運(yùn)動(dòng)．由于電場呈周期性變化，這個(gè)運(yùn)動(dòng)也呈現(xiàn)周期性．考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5012022/12/17考法13帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)的分析★★考點(diǎn)32帶①若帶電粒子從靜止開始釋放，并且恰巧在電場一個(gè)變化周期剛剛開始時(shí)釋放．那么粒子做先加速后減速的直線運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)往返運(yùn)動(dòng)．②若帶電粒子從靜止釋放，是在電場變化周期中間某時(shí)刻釋放．那么以電場變化的下一個(gè)時(shí)刻為界點(diǎn)，粒子會(huì)是做先加速后減速的直線運(yùn)動(dòng)．之后會(huì)反方向運(yùn)動(dòng)，這個(gè)反方向運(yùn)動(dòng)也是一個(gè)先加速后減速的過程．通?？梢酝ㄟ^描繪運(yùn)動(dòng)圖像的方法，分析粒子運(yùn)動(dòng)情況和運(yùn)動(dòng)位移．考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5112022/12/17①若帶電粒子從靜止開始釋放，并且恰巧在電場一個(gè)變化周期剛剛開考法14帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算★★★★1．帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，偏轉(zhuǎn)位移

，偏轉(zhuǎn)角

，它們與多個(gè)物理量有關(guān)．一般可從以下幾個(gè)方面分析：考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5212022/12/17考法14帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算★★★★考點(diǎn)(1)偏轉(zhuǎn)電場的特性：U和d.由上述公式可以得出，偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角的正切與U成正比、與d成反比，即與E成正比．注意，在電路電壓可調(diào)節(jié)時(shí)，U與d可能同時(shí)變化，所以考慮偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角的正切與電場強(qiáng)度E的關(guān)系更直接．(2)板的特性：板長l與粒子入射初速度v0.這兩個(gè)條件決定了運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝l/v0，從而影響偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角．注意：①偏轉(zhuǎn)位移y與v0的平方成反比，偏轉(zhuǎn)位移y與板長l的平方成正比．②有時(shí)帶電粒子還未偏轉(zhuǎn)出電場，便打在極板上，此時(shí)水平位移不再是板長，得通過偏轉(zhuǎn)位移和相關(guān)已知條件應(yīng)用公式求出水平位移．(3)粒子自身特性：q、m和動(dòng)能．可以得出，q/m即比荷相同的粒子以同樣的初速度射入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，偏轉(zhuǎn)情況相同．還可以得出，當(dāng)其他條件相同時(shí)，偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)角的正切值成正比，與帶電粒子的初動(dòng)能成反比．考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5312022/12/17(1)偏轉(zhuǎn)電場的特性：U和d.由上述公式可以得出，偏轉(zhuǎn)位移2.帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的能量分析．在高考中一般涉及帶電粒子的動(dòng)能與電勢能．動(dòng)能增加主要是ΔEk＝qU＝qEd，既要考慮偏轉(zhuǎn)電場特性，也要考慮電荷自身特性．還要考慮初動(dòng)能、電勢能．只要帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電勢能均減?。?．帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的相關(guān)計(jì)算本考點(diǎn)一般計(jì)算不是直接套用公式算偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)位移，更常見的有：(1)偏轉(zhuǎn)限定條件，例如偏轉(zhuǎn)軌跡或偏轉(zhuǎn)的位移，應(yīng)用公式來求偏轉(zhuǎn)電壓或粒子的特性；(2)帶電粒子可能以一個(gè)角度不垂直電場的方向進(jìn)入電場．無論是什么情況，關(guān)鍵是：考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5412022/12/172.帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的能量分析．在高考①明確粒子偏轉(zhuǎn)的原理：垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)方向找出板長與運(yùn)動(dòng)時(shí)間等相關(guān)物理量．沿電場力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(斜射入時(shí)初速度不為零)，這個(gè)方向上找出偏轉(zhuǎn)加速度、偏轉(zhuǎn)位移、偏轉(zhuǎn)速度等相關(guān)量．②聯(lián)立垂直電場方向上

，沿電場力方向上

或vy＝at，

可求解．考法15帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)★★★帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，速度通常會(huì)來自于一個(gè)加速電場，因此自然會(huì)出現(xiàn)帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)的綜合問題．分析如下：如圖所示為電子束加速偏轉(zhuǎn)裝置，電極K產(chǎn)生的熱電子(初速度為零)經(jīng)電場加速后，進(jìn)入兩平行金屬板間，如果兩板間加一偏轉(zhuǎn)電壓，則電子束將偏轉(zhuǎn)．考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5512022/12/17①明確粒子偏轉(zhuǎn)的原理：垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)方向考法16示波器原理與帶電粒子偏轉(zhuǎn)出電場后的計(jì)算★★★示波器是應(yīng)用帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)原理設(shè)計(jì)的，但示波器中還需討論粒子偏出后的運(yùn)動(dòng)情況，這是本考點(diǎn)中常見的考查問題之一．對(duì)示波管的分析有以下兩種情形：考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5612022/12/17考法16示波器原理與帶電粒子偏轉(zhuǎn)出電場后的計(jì)算★★★考點(diǎn)3(1)偏轉(zhuǎn)電極不加電壓：從電子槍射出的電子將沿直線運(yùn)動(dòng)，射到熒光屏的中心點(diǎn)形成一個(gè)亮斑．(2)僅在XX′(或YY′)加電壓：若所加電壓穩(wěn)定，則電子流被加速、偏轉(zhuǎn)后射到XX′(或YY′)所在直線上某一點(diǎn)，形成一個(gè)亮斑(不在中心)，如圖所示．返回專題首頁考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動(dòng)5712022/12/17(1)偏轉(zhuǎn)電極不加電壓：從電子槍射出的電子將沿直線運(yùn)動(dòng)，射考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化考法17用功能原理解帶電體的運(yùn)動(dòng)問題★★★用功和能的觀點(diǎn)解決問題是物理學(xué)中的重要思想，在靜電場中，由于電場力做功與路徑無關(guān)，用功和能的觀點(diǎn)解題，也是解決問題基本原理之一，在靜電場中應(yīng)用功和能的觀點(diǎn)解題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)．1．動(dòng)能定理、功能原理動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化，

.適用于包括電場力在內(nèi)的任何性質(zhì)力．5812022/12/17考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化考法17用功能原2．計(jì)算電場力做功(1)利用W＝qEl計(jì)算電場力做功：E為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度，l是這兩點(diǎn)沿電場方向的距離，或?qū)懗蒞＝qElcosα，所以只能在勻強(qiáng)電場中使用．(2)利用WAB＝qUAB計(jì)算電場力做功：利用WAB＝qUAB計(jì)算電場力做的功時(shí)，不論電場如何分布，電場力是恒力還是變力，電場力做功的大小都可以用上式計(jì)算得到．3．功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度，力不同，所對(duì)應(yīng)的能量形式不同．在靜電場中，我們主要判斷電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，電荷在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場力做正功，電勢能減少，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能等機(jī)械能；電場力做負(fù)功，電勢能增加，動(dòng)能等機(jī)械能減少．考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化5912022/12/172．計(jì)算電場力做功考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化返回專題首頁考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化6012022/12/17返回專題首頁考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化601專題7電場考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差考點(diǎn)31電容器考點(diǎn)32帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)33帶電體在電場中的運(yùn)動(dòng)與能量變化6112022/12/17專題7電場考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律考點(diǎn)29電場考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律

6212022/12/17考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律

212022/12/12(2)庫侖定律公式適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷間．“點(diǎn)電荷”是一個(gè)理想模型，是相對(duì)而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以被看成點(diǎn)電荷．例如，設(shè)帶電小球的半徑為R，兩球間的距離為r，當(dāng)rR時(shí)，帶電小球可等效成電荷量都集中在球心的點(diǎn)電荷．但帶電導(dǎo)體球距離近了，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替兩電荷的間距．【關(guān)鍵點(diǎn)撥】任何一個(gè)帶電體都可以被看成是由許多點(diǎn)電荷組成的，任意兩點(diǎn)電荷之間的作用力都遵循庫侖定律，可以用矢量求和法求合力.6312022/12/17(2)庫侖定律公式適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷間．3120考法1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用★★(1)高考通常設(shè)置兩個(gè)帶電體相互接觸，判斷或計(jì)算接觸前后二者間庫侖力的變化，綜合考查電荷守恒定律和庫侖定律．求解這類問題時(shí)要注意：對(duì)兩個(gè)帶電導(dǎo)體相互接觸，首先正、負(fù)電荷相互中和，剩余電荷將重新在兩導(dǎo)體間分配．在題目中，兩個(gè)帶電體一般是完全相同的球體，其共有電荷量在接觸后將等分，由F＝知，其作用力的變化取決于二者之積的大?。?2)對(duì)于庫侖定律的專項(xiàng)考查，不外乎適用條件和計(jì)算．關(guān)注以下實(shí)例和注意點(diǎn)．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律6412022/12/17考法1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用★★考點(diǎn)28電荷①如圖所示，兩個(gè)相距較近的帶電金屬球中心距離為r，所帶電荷量均為Q，若是同種電荷則互相排斥，電荷中心間的距離大于r，如圖所示，則有

；若是異種電荷則相互吸引，電荷間的距離小于r，則有

.②在用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要用電荷量的絕對(duì)值代入公式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)是同種電荷，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用力是斥力還是引力．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律6512022/12/17①如圖所示，兩個(gè)相距較近的帶電金屬球中心距離為r，所帶電荷量考法2與庫侖力有關(guān)的受力分析與計(jì)算問題★★★有庫侖力參與的力的分析問題，在高考中非常常見，可以分為兩個(gè)角度．1．庫侖力與重力、彈力、摩擦力的綜合作用問題這類問題研究對(duì)象是一個(gè)或兩個(gè)帶電體，除了受到重力、彈力、摩擦力之外，還受到庫侖力．解決本問題的基本方法仍是力的分析方法，首先明確研究對(duì)象，分析受力，再依據(jù)已知物體的平衡條件或運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，將所受的各個(gè)力包括庫侖力進(jìn)行合成或分解，列出方程或算式求解．但需要注意的是：(1)與重力、彈力、摩擦力不同，庫侖力的大小與距離有關(guān)，距離的變化會(huì)帶來力的大小變化，所以解題時(shí)需要注意物體間距離的變化．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律6612022/12/17考法2與庫侖力有關(guān)的受力分析與計(jì)算問題★★★考點(diǎn)28電(2)庫侖力的方向在相互作用物體間連線上，物體位置的變化，會(huì)導(dǎo)致力的作用方向出現(xiàn)變化．由于重力是在豎直方向上的，所以要特別注意確定庫侖力的方向是否水平或有特殊角．否則，可以定性分析，卻難于定量計(jì)算．一個(gè)典型問題如圖，用絕緣線懸掛的兩個(gè)帶電小球，質(zhì)量分別為m1、m2，帶電荷量分別為q1、q2.這是一個(gè)庫侖力與重力、拉力綜合的問題．注意它們靜止平衡時(shí)，懸線偏離豎直方向的角度不一定相同，連線不一定水平，這與兩個(gè)小球重力的大小、兩條懸線的長短有關(guān)．但反過來，若已知連線水平，或已知偏離豎直方向角度等，就易求質(zhì)量的大小(但有一個(gè)總的原則，用整體法分析，不管它們相互間的作用力，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，兩個(gè)小球的整體重心，一定與懸線的交點(diǎn)在一條豎直線上)．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律6712022/12/17(2)庫侖力的方向在相互作用物體間連線上，物體位置的變化，2．三個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)的平衡問題如圖所示，在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線依次排列三個(gè)帶電小球A、B、C(可視為點(diǎn)電荷)．若它們恰能處于平衡狀態(tài)，那么這三個(gè)小球所帶的電荷量及電性應(yīng)該滿足什么關(guān)系？定性分析：要使每個(gè)小球都處于平衡狀態(tài)，必須使其他兩個(gè)小球?qū)λ膸靵隽Υ笮∠嗟?、方向相反．?duì)中間小球B必須滿足FAB＝FCB，所以QA和QC為同種電荷．再以球A(或球C)為研究對(duì)象，QB必須與QA、QC電荷相異，且FCA＝FBA，即

，由于rAC＞rAB，因此可知QB＜QC，同理QB＜QA.考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律6812022/12/172．三個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)的平衡問題定性分析：要使每個(gè)小球都處定量計(jì)算：由相互間庫侖力大小相等得

，即有

，又考慮到rAC＝rAB＋rBC，解得：此式為三球平衡時(shí)所帶電荷量大小關(guān)系．結(jié)論：三個(gè)點(diǎn)電荷平衡的規(guī)律可概括為：三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大．考點(diǎn)28電荷守恒與庫侖定律返回專題首頁6912022/12/17定量計(jì)算：由相互間庫侖力大小相等得考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1．電場與電場強(qiáng)度(1)電場是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷有力的作用．(2)電場強(qiáng)度是用來描述電場具有力的性質(zhì)的物理量，其大小、方向由電場本身決定．定義式：

E＝F/q，普遍適用，其中q為檢驗(yàn)電荷所帶的電荷量．點(diǎn)電荷Q在真空中產(chǎn)生的場強(qiáng)為E＝kQ/r2.(3)場強(qiáng)是矢量，規(guī)定正電荷受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向，場強(qiáng)的疊加遵循平行四邊形定則．(4)計(jì)算電場強(qiáng)度的三個(gè)公式的比較7012022/12/17考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線1．電場與電場強(qiáng)度1012022.電場線電場線是假想線，直觀形象地描述電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向，曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，曲線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7112022/12/172.電場線考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線111202(1)靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，它不封閉，也不在無電荷處中斷．如圖所示為正、負(fù)點(diǎn)電荷周圍的電場線．(2)電場線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向．任意兩條電場線不會(huì)在無電荷處相交(包括相切)．注意：電場線只能描述電場的方向及定性地描述電場的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7212022/12/17(1)靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)(3)掌握幾種電場的電場線分布①等量異種點(diǎn)電荷a．兩點(diǎn)電荷連線上電場強(qiáng)度的大小是先減小后增大，中點(diǎn)的電場強(qiáng)度最?。産．兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，場強(qiáng)的方向相同，總與中垂線垂直，指向負(fù)電荷的一側(cè)，中點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大，從O點(diǎn)向外，電場強(qiáng)度逐漸減小．②等量同種點(diǎn)電荷(以正電荷為例)a．電場線左右對(duì)稱，連線的中點(diǎn)O的左側(cè)電場強(qiáng)度方向向右，右側(cè)電場強(qiáng)度方向向左，在兩點(diǎn)電荷連線上，電場強(qiáng)度的大小是先減小后增大，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7312022/12/17(3)掌握幾種電場的電場線分布考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場b．兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，電場線方向從O點(diǎn)沿直線向外，在中垂線上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等．從O點(diǎn)向外，電場強(qiáng)度先增大后減?。埸c(diǎn)電荷與導(dǎo)體形成的電場a．以點(diǎn)電荷向平板作垂線為軸，電場線左右對(duì)稱．b．電場線的分布情況類似于等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布，而帶電平板恰為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7412022/12/17b．兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，電場線方向從O點(diǎn)沿直線向外，在中考法3電場強(qiáng)度的疊加計(jì)算★★★空間中的電場通常會(huì)是多個(gè)場源產(chǎn)生的電場的疊加，電場強(qiáng)度可以應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行矢量計(jì)算，這是高考?？嫉目键c(diǎn)．雖然電場強(qiáng)度的定義式為E＝F/q，但公式E＝kQ/r2反映了某點(diǎn)場強(qiáng)與場源電荷及該點(diǎn)到場源電荷的距離關(guān)系，體現(xiàn)了電場的來源與本質(zhì)，高考更易圍繞此公式出題．主要有以下三種方式：1．已知一些場源(通常會(huì)是點(diǎn)電荷)，以及若干點(diǎn)場強(qiáng)的大小或方向，求未知場源特性或者另一點(diǎn)的場強(qiáng)大?。键c(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7512022/12/17考法3電場強(qiáng)度的疊加計(jì)算★★★考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場解決本問題的基本方法：(1)應(yīng)用公式E＝kQ/r2表示各場源在已知點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)的大??；(2)依據(jù)已知點(diǎn)合場強(qiáng)的大小或方向，列關(guān)系式(如E1＋E2＝E已知)可以求出未知場源的場強(qiáng)；(3)進(jìn)而求出未知場源特性，以及其他點(diǎn)場強(qiáng)的大?。⒁鈨蓚€(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)要分析疊加在已知點(diǎn)上各個(gè)場強(qiáng)大小，特別是場強(qiáng)的方向．例如，若已知一個(gè)點(diǎn)電荷受力或合場強(qiáng)為零，當(dāng)各個(gè)分場強(qiáng)的方向不在同一條直線上時(shí)，這不是代數(shù)計(jì)算的問題，要注意應(yīng)用矢量的合成與分解方法，建立三角形關(guān)系求解．(2)要注意應(yīng)用對(duì)稱性求解，場源是一個(gè)大平面或環(huán)形帶電體時(shí)，在穿過平面的中軸線上關(guān)于平面對(duì)稱的點(diǎn)上產(chǎn)生的場強(qiáng)會(huì)對(duì)稱，注意這個(gè)隱含條件的應(yīng)用．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7612022/12/17解決本問題的基本方法：(1)應(yīng)用公式E＝kQ/r2表示各場源2．利用靜電平衡導(dǎo)體中場強(qiáng)特性求電場強(qiáng)度處于靜電場中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零．其本質(zhì)是感應(yīng)電荷的電場強(qiáng)度與外加電場的電場強(qiáng)度疊加后為零，即有E感＋E外＝0.考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7712022/12/172．利用靜電平衡導(dǎo)體中場強(qiáng)特性求電場強(qiáng)度考點(diǎn)29電場強(qiáng)度3．應(yīng)用微元法和對(duì)稱性求電場強(qiáng)度微元法就是將研究對(duì)象分割成若干微小的單元，或從研究對(duì)象上選取某一“微元”加以分析，從而可以應(yīng)用點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式

來計(jì)算電場強(qiáng)度．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7812022/12/173．應(yīng)用微元法和對(duì)稱性求電場強(qiáng)度考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場考法4電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查★★★1．依據(jù)電場線圖像疏密定性判斷場強(qiáng)大小．場強(qiáng)大的地方電場線密，場強(qiáng)小的地方電場線疏．例如在圖甲中EA>EB.2．若只給出一條直電場線，如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小無法由電場線的疏密程度來確定，對(duì)此情況可有多種推理判斷：(1)若是正點(diǎn)電荷電場中的一根電場線，則有EA＞EB.(2)若是負(fù)點(diǎn)電荷電場中的一根電場線，則有EA＜EB.考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線7912022/12/17考法4電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查★★★2．若只給出一條直(3)若是勻強(qiáng)電場中的一根電場線，則有EA＝EB.(4)若是兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷連線上的電場線，就是兩個(gè)點(diǎn)電荷場強(qiáng)的疊加，有以下兩種情況：①此電場線在兩個(gè)電荷之間時(shí)，場強(qiáng)先減小后增大，在兩個(gè)電荷中點(diǎn)時(shí)，場強(qiáng)最?。?可以觀察上頁相應(yīng)電場線圖通過疏密程度判斷，也可以通過極限法分析，當(dāng)無限接近任一個(gè)電荷時(shí)，場強(qiáng)是巨大的，離兩個(gè)電荷都較遠(yuǎn)的話，場強(qiáng)較小)在此特別注意，一條直線式的電場線不意味著場強(qiáng)只增大或減?。诖穗妶鼍€若是任一個(gè)電荷外側(cè)的電場線，則越靠近電荷場強(qiáng)越大．(5)若是兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線上的電場線，則越靠近電荷場強(qiáng)越大，越遠(yuǎn)離電荷場強(qiáng)越?。键c(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線8012022/12/17(3)若是勻強(qiáng)電場中的一根電場線，則有EA＝EB.考點(diǎn)29考法5帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)軌跡與受力分析★★★★帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)，受到電場力的作用，運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，這既能考查學(xué)生對(duì)電場性質(zhì)的把握，又能考查學(xué)生對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的把握．這個(gè)問題一般分為兩類：1．帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動(dòng)如圖所示，帶電粒子自a向b運(yùn)動(dòng)，判斷粒子所處電場場強(qiáng)的方向．解決這個(gè)問題的基本原理是曲線運(yùn)動(dòng)的條件，即物體受到的外力與速度不在同一條直線上．解法如下：考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線8112022/12/17考法5帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)軌跡與受力分析★★★★考點(diǎn)292．帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)在只受電場力作用時(shí)，粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)，則電場強(qiáng)度的方向必定與粒子運(yùn)動(dòng)的方向在一條直線上(或粒子在這個(gè)“直線”電場中由靜止釋放)，運(yùn)動(dòng)方向與受力方向相同則加速，相反則減速．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線8212022/12/172．帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線當(dāng)考慮粒子重力時(shí)，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)電場一般是勻強(qiáng)電場，可能存在以下情況：(1)粒子受到的電場力與重力大小相等，方向相反，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)粒子受到的電場力與重力的合力不為零，但合力方向與速度方向在同一條直線上，粒子做變速直線運(yùn)動(dòng)．應(yīng)用力的三角形關(guān)系，可進(jìn)一步求出電場強(qiáng)度或質(zhì)量．如圖所示，帶電粒子沿直線AB運(yùn)動(dòng)，則可判定粒子可能受到圖示中實(shí)線Eq或虛線E′q的電場力的作用，它們與重力的合力方向在直線AB上．考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線8312022/12/17當(dāng)考慮粒子重力時(shí)，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)電場一般是勻強(qiáng)電場，可返回專題首頁考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線8412022/12/17返回專題首頁考點(diǎn)29電場強(qiáng)度電場線2412022/1考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差

8512022/12/17考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差

2512022/12/①電場力對(duì)正電荷做正功，電荷電勢能越少，電勢降低，電場力對(duì)正電荷做負(fù)功，電荷電勢能增加，電勢升高；反之，電場力對(duì)負(fù)電荷做正功，電勢升高，電場力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功，電勢降低．②電勢沿著電場線的方向降低，且降低最快．(3)在勻強(qiáng)電場中，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：U＝Ed，d為沿著場強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離．3．等勢面電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面．(1)等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功．(2)等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.(3)等勢面越密，說明場強(qiáng)越大．8612022/12/17①電場力對(duì)正電荷做正功，電荷電勢能越少，電勢降低，電場力對(duì)正考法6電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計(jì)算★★★1．電場力做功(1)利用W＝Fxcosθ計(jì)算電場力做功電荷在勻強(qiáng)電場中移動(dòng)時(shí)，受到電場力F為恒力，利用W＝Fxcosθ計(jì)算電場力做功，其中F＝Eq，xcosθ＝d，W＝Eqd.(2)利用W＝－ΔEp或W＝qU計(jì)算電場力做功電場力做功時(shí)，電勢能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．在已知電荷的電勢能時(shí)，利用W＝－ΔEp計(jì)算電場力做的功比較方便．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差8712022/12/17考法6電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計(jì)算★★★考點(diǎn)30在已知電勢或電勢差時(shí)，利用W＝qU計(jì)算電場力做功．公式W＝qU適用于一切電場，計(jì)算時(shí)式中各個(gè)量可以取絕對(duì)值，功的正負(fù)則根據(jù)電場力的方向和位移的方向來判斷；也可以將q、U的正負(fù)號(hào)代入公式進(jìn)行計(jì)算，從而根據(jù)W的正負(fù)來判斷功的正負(fù)．2．電勢能的變化(1)根據(jù)電場力做功判斷，若電場力對(duì)電荷做正功，電勢能減少；反之則增加．即WAB＝－ΔEp.(2)若只有電場力做功，電荷的電勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而總和應(yīng)保持不變．即當(dāng)動(dòng)能增加時(shí)，電勢能減少．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差8812022/12/17在已知電勢或電勢差時(shí)，利用W＝qU計(jì)算電場力做功．公式W＝q考法7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況★★★★1．掌握特殊電場的等勢面(1)正電荷與負(fù)電荷的等勢面，它們是同心圓，越遠(yuǎn)離場源電荷，等勢面越疏．正電荷周圍越遠(yuǎn)離電荷，電勢越低；負(fù)電荷周圍越靠近電荷，電勢越低．(2)等量異種電荷周圍的等勢面：是兩簇對(duì)稱的曲面，如圖甲所示．在二者的連線上，由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸降低；在二者連線的中垂線上，各點(diǎn)電勢相等．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差8912022/12/17考法7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況★★★(3)等量同種正電荷周圍的等勢面：是兩簇對(duì)稱的曲面，如圖乙所示．在二者的連線上，中點(diǎn)電勢最低；在二者連線的中垂線上，中點(diǎn)電勢最高，由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處電勢逐漸降低，無窮遠(yuǎn)處電勢為零．2．已知電荷或電場線分析電勢高低(1)分析電勢高低的基本原則①根據(jù)電場線的方向，沿著電場線的方向，電勢越來越低．②根據(jù)UAB＝φA－φB＝WAB/q，電場力對(duì)正電荷做正功，電勢降低；電場力對(duì)正電荷做負(fù)功，電勢升高．③電場力做正功，電勢降低，電場力做負(fù)功，電勢升高．例如，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為零，分析圖甲和圖乙中兩個(gè)電荷連線上中點(diǎn)電勢大小情況．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9012022/12/17(3)等量同種正電荷周圍的等勢面：是兩簇對(duì)稱的曲面，如圖乙①分析圖甲：設(shè)想一正電荷在圖甲中心點(diǎn)，讓電荷沿中垂線移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)，由于電場力始終與位移垂直，電場力不做功，所以在中垂線上各點(diǎn)電勢相等，若定義無窮遠(yuǎn)處電勢為零，那么中垂線上包括中心點(diǎn)的電勢均為零．②分析圖乙：設(shè)想一正電荷在圖乙中心點(diǎn)，讓電荷沿中垂線移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處，電場力與正電荷運(yùn)動(dòng)方向一致，始終做正功，電勢不斷降低，若定義無窮遠(yuǎn)處電勢為零，可以確定中心點(diǎn)的電勢大于零．考法8已知等勢面分布時(shí)，分析電場情況★★★高考中已知等勢面或等勢點(diǎn)的信息要求判斷電場的特性，也是本節(jié)的重要考查方式．這類題除已知等勢面信息外，一般還會(huì)已知場源電荷電性或電場力做功等情況，以判斷電勢變化的方向．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9112022/12/17①分析圖甲：設(shè)想一正電荷在圖甲中心點(diǎn)，讓電荷沿中垂線移動(dòng)到無(1)分析電場情況的基本原則①電荷從等勢面上一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，無論路徑如何，電場力做功為零．從一個(gè)等勢面的一點(diǎn)到另一個(gè)等勢面的任一點(diǎn)，電場力做功相等．②電場線垂直于每個(gè)等勢面，電場線方向沿著電勢降低的方向．③判斷電勢變化的依據(jù)：a正電荷從電勢高處向電勢低處移動(dòng)，電場力做正功，電勢能減小，反之，則電場力做負(fù)功，電勢能增加(負(fù)電荷讀者自行分析)．b對(duì)于正電荷，電勢能大處，電勢高；對(duì)于負(fù)電荷，電勢能大處，電勢低．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9212022/12/17(1)分析電場情況的基本原則考點(diǎn)30電勢能電勢(2)已知等勢面分析電場情況的思路①明確等勢面的形狀特點(diǎn)，勾勒出電場線的大概方向．若已知的是若干個(gè)等勢點(diǎn)，還須先大概描出等勢面．(要將題中的等勢面與所學(xué)的正、負(fù)電荷的等勢面或者同號(hào)、異號(hào)電荷的等勢面做類比)②依據(jù)已知的場源電荷電性或電場力做功等情況，確定電勢的高低分布，從而確定電場線的方向(或者依據(jù)已知的電勢高低，確定電場線的方向和場源的電性)．考法9勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用★★★

勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系需要明確兩點(diǎn)：考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9312022/12/17(2)已知等勢面分析電場情況的思路考點(diǎn)30電勢能電(1)電勢在沿電場方向降落得最快．如圖甲中，同樣的電勢差沿AB方向距離比沿AO方向更長．(2)電勢與電場強(qiáng)度的數(shù)量關(guān)系中

d是沿電場方向的距離，U＝Ed或U＝Elcosθ.公式U＝Ed主要有以下兩類拓展應(yīng)用：①由于公式U＝Elcosθ中U與l成比例，所以，如圖甲中

.若已知UAB和UAC，可通過比例關(guān)系找到C點(diǎn)，如此可畫出等勢面．也可通過比例關(guān)系求得UAC.考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9412022/12/17(1)電勢在沿電場方向降落得最快．如圖甲中，同樣的電勢差沿考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9512022/12/17考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差3512022/12/1考法10根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對(duì)粒子的作用★★★電場中場強(qiáng)、電勢、電勢能密切相關(guān)，透過其中一個(gè)物理量能夠捕捉到另一個(gè)物理量的信息，進(jìn)而可知電場對(duì)電荷的作用情況，高考趨向于如此考查考生的分析能力．如圖甲所示，在勻強(qiáng)電場中的一條電場線上有A、B兩點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為x1、x2，其電勢與坐標(biāo)的關(guān)系如圖乙所示，分析電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)的加速度變化．解決此類問題的關(guān)鍵是求出電場強(qiáng)度E隨坐標(biāo)x變化的信息．考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9612022/12/17考法10根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對(duì)粒因?yàn)?/p>

，所以電勢對(duì)位移的變化率表示場強(qiáng)，即曲線上某點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)的場強(qiáng)，當(dāng)Δx趨近于0時(shí)，

就是某點(diǎn)的場強(qiáng)．由圖乙曲線斜率變化可知，隨x的增大場強(qiáng)逐漸減?。谑强芍姾裳豿軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度越來越小．同理，由電場力做功與電勢能變化的關(guān)系ΔEp＝FΔx，即

，由此可知Ep－x圖線的斜率表示電場力F的大小，而F＝qE，所以

，因此Ep－x圖線的斜率也可分析場強(qiáng)的情況．總之，挖掘出場強(qiáng)的變化規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵．返回專題首頁考點(diǎn)30電勢能電勢電勢差9712022/12/17因?yàn)榭键c(diǎn)31電容器

9812022/12/17考點(diǎn)31電容器

3812022/12/12

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3912022/12/121．了解靜電計(jì)．靜電計(jì)是用驗(yàn)電器改裝的器材，如圖所示，金屬球接平行板電容器一極板，外殼接地，用來測量電勢差．靜電計(jì)本身是一個(gè)極小的電容器，依據(jù)Q＝UC，Q比較小，測量時(shí)不影響所測的電路；U越大，Q越大，靜電計(jì)內(nèi)指針張開角度越大．考點(diǎn)31電容器考法11靜電計(jì)測試平行板電容器的變化★★★靜電計(jì)用在研究決定平行板電容器電容因素的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，高考借此實(shí)驗(yàn)拓展考查學(xué)生對(duì)平行板電容器特性的掌握．2．注意電路的連接，靜電計(jì)需要與所測的電勢差并聯(lián)．一般地，金屬球接電容器一個(gè)極板，外殼接地，那么電容器的另一個(gè)極板也接地．10012022/12/171．了解靜電計(jì)．靜電計(jì)是用驗(yàn)電器改裝的器材，如圖所示，金屬球3．決定平行板電容器電容的因素與靜電計(jì)指針的變化．當(dāng)電路連接后，首先要確定的是，加在兩極板間的電路是閉合還是斷開，若閉合則加在兩極板間的電壓是不變的，靜電計(jì)的指針不會(huì)變化．若斷開，則兩板所帶的電荷量不變，隨著兩極板的結(jié)構(gòu)改變，靜電計(jì)指針變化，分析如下．當(dāng)Q一定時(shí)，依據(jù)

和

，平行板電容器的兩板距離變大或正對(duì)面積變小，C變小，U增大，靜電計(jì)指針張開角度增大．平行板電容器的兩板距離變小或正對(duì)面積變大，C變大，U變小，靜電計(jì)指針張開角度減?。键c(diǎn)31電容器10112022/12/173．決定平行板電容器電容的因素與靜電計(jì)指針的變化．考點(diǎn)31考法12平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的應(yīng)用★★★平行板電容器連接在電路中，受到電路的控制；平行板電容器兩極板間是勻強(qiáng)電場，可以探究其中場強(qiáng)、電勢以及電荷在其中的運(yùn)動(dòng)．所以平行板電容器這一考點(diǎn)一般以綜合問題的形式在高考中出現(xiàn)．我們可從以下幾個(gè)方面各個(gè)突破．1．通過電容器的變化分析電荷量、電壓、場強(qiáng)變化電容器與電路連接，影響平行板電容器的電容的因素發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)使電壓、場強(qiáng)或者電荷量發(fā)生變化．求解這類問題時(shí)，區(qū)分兩種情形，分別分析：考點(diǎn)31電容器10212022/12/17考法12平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的應(yīng)用★★★考點(diǎn)31(1)如圖所示，開關(guān)S閉合保持和電源連接，則電容器兩端的電壓恒定(等于電源電動(dòng)勢)，這種情況下帶電荷量Q＝CU∝C，而

，

.具體做以下三個(gè)方面分析：①兩板間電壓不變時(shí)，若d增大，則C減小，則Q減小，電路中產(chǎn)生從B至A的瞬間電流．(若減小，讀者自行分析)②兩板間電壓不變時(shí)，無論C怎樣變化，兩板間的電場強(qiáng)度與兩板間的距離d都成反比．③閉合開關(guān)S，可通過調(diào)節(jié)電路中的電阻，改變電壓，從而控制平行板間電場．遇到復(fù)雜電路，注意分析電路．考點(diǎn)31電容器10312022/12/17(1)如圖所示，開關(guān)S閉合保持和電源連接，則電容器兩端的電(2)如圖所示，電容器充電后斷開開關(guān)S，保持電容器帶電荷量Q恒定，這種情況下

，

，則

，.注意：在Q不變的情形下，無論d變大還是變小，兩板間勻強(qiáng)電場E不變，E與兩板正對(duì)面積成反比．2．通過電容器的變化分析平衡問題充電后的平行板電容器，兩板之間形成了勻強(qiáng)電場，帶電粒子處在電容器中可以在重力、電場力等的共同作用下平衡或加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)影響平行板電容器的電容的因素發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起電場強(qiáng)度的變化，進(jìn)而引起帶電粒子所受電場力的變化．求解這類問題時(shí)，關(guān)鍵是判斷電容器兩板間場強(qiáng)的變化，依據(jù)前面的分析，可知兩板間Q不變時(shí)，E不隨d變化，E與S