高考物理專題復(fù)習(xí)課件：專題7電場(共60張PPT)

1、1專題專題7 7 電場電場考點(diǎn)考點(diǎn)28 28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律考點(diǎn)考點(diǎn)29 29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線考點(diǎn)考點(diǎn)30 30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差考點(diǎn)考點(diǎn)31 31 電容器電容器考點(diǎn)考點(diǎn)32 32 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動考點(diǎn)考點(diǎn)33 33 帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化2考點(diǎn)考點(diǎn)28 28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律3(2) 庫侖定律公式適用條件：真空中；點(diǎn)電荷間“點(diǎn)電荷”是一個理想模型，是相對而言的，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)

2、帶電小球的半徑為R，兩球間的距離為r，當(dāng)rR時，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 .4考法考法1 1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用(1) 高考通常設(shè)置兩個帶電體相互接觸，判斷或計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要注意：對兩個帶電導(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，兩個帶電體一般是完全

3、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小(2) 對于庫侖定律的專項考查，不外乎適用條件和計算關(guān)注以下實(shí)例和注意點(diǎn)考點(diǎn)考點(diǎn)28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律5如圖所示，兩個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 .在用庫侖定律進(jìn)行計算時，要用電荷量的絕對值代入公式進(jìn)行計算，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)考點(diǎn)28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律6考法考法2 2與庫侖力有關(guān)的

4、受力分析與計算問題與庫侖力有關(guān)的受力分析與計算問題有庫侖力參與的力的分析問題，在高考中非常常見，可以分為兩個角度1 1庫侖力與重力、彈力、摩擦力的綜合作用問題庫侖力與重力、彈力、摩擦力的綜合作用問題這類問題研究對象是一個或兩個帶電體，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，首先明確研究對象，分析受力，再依據(jù)已知物體的平衡條件或運(yùn)動特點(diǎn)，將所受的各個力包括庫侖力進(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)，距離的變化會帶來力的大小變化，所以解題時需要注意物體間距離的變化考點(diǎn)考點(diǎn)28 電荷守恒與

5、庫侖定律電荷守恒與庫侖定律7(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，卻難于定量計算一個典型問題如圖，用絕緣線懸掛的兩個帶電小球，質(zhì)量分別為m1、m2，帶電荷量分別為q1、q2.這是一個庫侖力與重力、拉力綜合的問題注意它們靜止平衡時，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

6、平衡條件，兩個小球的整體重心，一定與懸線的交點(diǎn)在一條豎直線上)考點(diǎn)考點(diǎn)28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律82三個點(diǎn)電荷相互作用時的平衡問題三個點(diǎn)電荷相互作用時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？定性分析定性分析：要使每個小球都處于平衡狀態(tài)，必須使其他兩個小球?qū)λ膸靵隽Υ笮∠嗟?、方向相反對中間小球B必須滿足FABFCB，所以QA和QC為同種電荷再以球A(或球C)為研究對象，QB必須與QA、QC電荷相異，且FCAFBA，即 ，由于rACrAB，因此可知Q

7、BQC，同理QBQA.考點(diǎn)考點(diǎn)28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律9定量計算定量計算：由相互間庫侖力大小相等得 ，即有 ，又考慮到rACrABrBC，解得：此式為三球平衡時所帶電荷量大小關(guān)系結(jié)論：三個點(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)考點(diǎn)28 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律返回專題首頁返回專題首頁10考點(diǎn)考點(diǎn)29 29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線1 1電場與電場強(qiáng)度電場與電場強(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： EF/q，普遍

8、適用，其中q為檢驗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EkQ/r2. (3) 場強(qiáng)是矢量，規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點(diǎn)場強(qiáng)的方向，場強(qiáng)的疊加遵循平行四邊形定則(4) 計算電場強(qiáng)度的三個公式的比較11 2. 電場線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)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線12(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在

9、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)動軌跡考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線13(3) 掌握幾種電場的電場線分布等量異種點(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)度逐漸減小等量同種點(diǎn)電荷(以正電荷為例)a電場線左右對稱， 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)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電

10、場線電場線14b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)度先增大后減小點(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)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線15考法考法3 3電場強(qiáng)度的疊加計算電場強(qiáng)度的疊加計算空間中的電場通常會是多個場源產(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)行矢量計算，這是高考常考的考點(diǎn)雖然電場強(qiáng)度的定義式為EF/q，但公式EkQ/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，

11、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 1已知一些場源已知一些場源( (通常會是點(diǎn)電荷通常會是點(diǎn)電荷) )，以及若干點(diǎn)場強(qiáng)的大小或方向，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)大小求未知場源特性或者另一點(diǎn)的場強(qiáng)大小考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線16解決本問題的基本方法：(1)應(yīng)用公式EkQ/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E1E2E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)的大小注意兩個關(guān)鍵點(diǎn)：(1)要分析疊加在已知點(diǎn)上各個場強(qiáng)大小，特別是場強(qiáng)的方向

12、例如，若已知一個點(diǎn)電荷受力或合場強(qiáng)為零，當(dāng)各個分場強(qiáng)的方向不在同一條直線上時，這不是代數(shù)計算的問題，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)用對稱性求解，場源是一個大平面或環(huán)形帶電體時，在穿過平面的中軸線上關(guān)于平面對稱的點(diǎn)上產(chǎn)生的場強(qiáng)會對稱，注意這個隱含條件的應(yīng)用考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線172利用靜電平衡導(dǎo)體中場強(qiáng)特性求電場強(qiáng)度利用靜電平衡導(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，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)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線183應(yīng)用微元

13、法和對稱性求電場強(qiáng)度應(yīng)用微元法和對稱性求電場強(qiáng)度微元法就是將研究對象分割成若干微小的單元，或從研究對象上選取 某 一 “ 微 元 ” 加 以 分 析 ， 從 而 可 以 應(yīng) 用 點(diǎn) 電 荷 場 強(qiáng) 公 式 來計算電場強(qiáng)度考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線19考法考法4 4電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查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EAEB.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EAE

14、B.(2) 若是負(fù)點(diǎn)電荷電場中的一根電場線，則有EAEB.考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線20(3) 若是勻強(qiáng)電場中的一根電場線，則有EAEB.(4) 若是兩個等量異號點(diǎn)電荷連線上的電場線，就是兩個點(diǎn)電荷場強(qiáng)的疊加，有以下兩種情況：此電場線在兩個電荷之間時，場強(qiáng)先減小后增大，在兩個電荷中點(diǎn)時，場強(qiáng)最小(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)無限接近任一個電荷時，場強(qiáng)是巨大的，離兩個電荷都較遠(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)只增大或減小此電場線若是任一個電荷外側(cè)的電場線，則越靠近電荷場強(qiáng)越大(5) 若是兩個等量同號點(diǎn)電荷連線上的

15、電場線，則越靠近電荷場強(qiáng)越大，越遠(yuǎn)離電荷場強(qiáng)越小考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線21考法考法5 5帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡與受力分析帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡與受力分析帶電粒子在電場中運(yùn)動，受到電場力的作用，運(yùn)動軌跡發(fā)生變化，這既能考查學(xué)生對電場性質(zhì)的把握，又能考查學(xué)生對力與運(yùn)動關(guān)系的把握這個問題一般分為兩類：1帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動如圖所示，帶電粒子自a向b運(yùn)動，判斷粒子所處電場場強(qiáng)的方向解決這個問題的基本原理是曲線運(yùn)動的條件，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)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線222帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動帶

16、電粒子在電場中做直線運(yùn)動在只受電場力作用時，粒子在電場中做直線運(yùn)動，則電場強(qiáng)度的方向必定與粒子運(yùn)動的方向在一條直線上(或粒子在這個“直線”電場中由靜止釋放)，運(yùn)動方向與受力方向相同則加速，相反則減速考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線23當(dāng)考慮粒子重力時，粒子做直線運(yùn)動，這個電場一般是勻強(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(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，則可判定粒子可能受到圖示中實(shí)線E

17、q或虛線Eq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)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線24返回專題首頁返回專題首頁考點(diǎn)考點(diǎn)29 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線25考點(diǎn)考點(diǎn)30 30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差26電場力對正電荷做正功，電荷電勢能越少，電勢降低，電場力對正電荷做負(fù)功，電荷電勢能增加，電勢升高；反之，電場力對負(fù)電荷做正功，電勢升高，電場力對負(fù)電荷做負(fù)功，電勢降低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：UEd，d為沿著場強(qiáng)方向兩點(diǎn)間的距離3等勢面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

18、，在等勢面上移動電荷電場力不做功(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27考法考法6電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計算電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計算1電場力做功電場力做功(1) 利用WFxcos 計算電場力做功電荷在勻強(qiáng)電場中移動時，受到電場力F為恒力，利用WFxcos 計算電場力做功，其中FEq，xcos d，WEqd.(2) 利用WEp或WqU計算電場力做功 電場力做功時，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，利用WEp計算電場力做的功比較方便考點(diǎn)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差

19、28在已知電勢或電勢差時，利用WqU計算電場力做功公式WqU適用于一切電場，計算時式中各個量可以取絕對值，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)號代入公式進(jìn)行計算，從而根據(jù)W的正負(fù)來判斷功的正負(fù)2電勢能的變化電勢能的變化(1) 根據(jù)電場力做功判斷，若電場力對電荷做正功，電勢能減少；反之則增加即WABEp.(2) 若只有電場力做功，電荷的電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，而總和應(yīng)保持不變即當(dāng)動能增加時，電勢能減少考點(diǎn)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差29考法考法7 7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況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

20、電場的等勢面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)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差30(3) 等量同種正電荷周圍的等勢面：是兩簇對稱的曲面，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已知電荷或電場線分析電勢高低(1)

21、分析電勢高低的基本原則根據(jù)電場線的方向，沿著電場線的方向，電勢越來越低根據(jù)UABABWAB/q，電場力對正電荷做正功，電勢降低；電場力對正電荷做負(fù)功，電勢升高電場力做正功，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電荷連線上中點(diǎn)電勢大小情況考點(diǎn)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差31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到無窮遠(yuǎn)處，電場力與正電荷

22、運(yùn)動方向一致，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)的電勢大于零考法考法8 8已知等勢面分布時，分析電場情況已知等勢面分布時，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)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差32(1) 分析電場情況的基本原則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等勢面的一點(diǎn)到另一個等勢面的任一點(diǎn)，電場力做功相等電場線垂直于每個等勢面，電場線方向沿著電勢降低的方向判斷電勢變化的依據(jù)：a正

23、電荷從電勢高處向電勢低處移動，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對于正電荷，電勢能大處，電勢高；對于負(fù)電荷，電勢能大處，電勢低考點(diǎn)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差33(2) 已知等勢面分析電場情況的思路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、異號電荷的等勢面做類比)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)考法考法9 9勻強(qiáng)電場中電勢差和

24、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)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差34(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，UEd或UElcos .公式UEd主要有以下兩類拓展應(yīng)用：由于公式UElcos 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)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差35考點(diǎn)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差

25、電勢差36考法考法1010根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對粒子的作用電場對粒子的作用電場中場強(qiáng)、電勢、電勢能密切相關(guān)，透過其中一個物理量能夠捕捉到另一個物理量的信息，進(jìn)而可知電場對電荷的作用情況，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)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差37因為 ，所以電勢對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)

26、，當(dāng)x趨近于0時， 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)逐漸減小于是可知電荷沿x軸運(yùn)動時，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EpFx，即 ，由此可知Epx圖線的斜率表示電場力F的大小，而FqE，所以 ，因此 Epx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)鍵返回專題首頁返回專題首頁考點(diǎn)考點(diǎn)30 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差38考點(diǎn)考點(diǎn)31 31 電容器電容器39401了解靜電計靜電計是用驗電器改裝的器材，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本身是一個極小的電容器，依據(jù)QUC，Q比較小，測量時不影響

27、所測的電路；U越大，Q越大，靜電計內(nèi)指針張開角度越大考點(diǎn)考點(diǎn)31 電容器電容器考法考法11靜電計測試平行板電容器的變化靜電計測試平行板電容器的變化靜電計用在研究決定平行板電容器電容因素的實(shí)驗當(dāng)中，高考借此實(shí)驗拓展考查學(xué)生對平行板電容器特性的掌握2注意電路的連接，靜電計需要與所測的電勢差并聯(lián)一般地，金屬球接電容器一個極板，外殼接地，那么電容器的另一個極板也接地413決定平行板電容器電容的因素與靜電計指針的變化當(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，靜電計的指針不會變化若斷開，則兩板所帶的電荷量不變，隨著兩極板的結(jié)構(gòu)改變，靜電計指針變化，

28、分析如下當(dāng)Q一定時，依據(jù) 和 ，平行板電容器的兩板距離變大或正對面積變小，C變小，U增大，靜電計指針張開角度增大平行板電容器的兩板距離變小或正對面積變大，C變大，U變小，靜電計指針張開角度減小考點(diǎn)考點(diǎn)31 電容器電容器42考法考法1212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)我們可從以下幾個方面各個突破1 1通過電容器的變化分析電荷量、電壓、場強(qiáng)變化通過電容器的變化分析電荷量、電壓、場強(qiáng)變化

29、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，可能會使電壓、場強(qiáng)或者電荷量發(fā)生變化求解這類問題時，區(qū)分兩種情形，分別分析：考點(diǎn)考點(diǎn)31 電容器電容器43(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(等于電源電動勢)，這種情況下帶電荷量QCUC，而 ， .具體做以下三個方面分析：兩板間電壓不變時，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)兩板間電壓不變時，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)考點(diǎn)31 電容器電

30、容器44(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與兩板正對面積成反比2 2通過電容器的變化分析平衡問題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)動當(dāng)影響平行板電容器的電容的因素發(fā)生變化時，會引起電場強(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，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，E不隨d變化，E與S成反比；兩板間U不變時，E與d成

31、反比，但U可通過電路調(diào)節(jié)，計算時，要注意各個變化因素的比例關(guān)系考點(diǎn)考點(diǎn)31 電容器電容器453通過電容器的變化分析電勢和電勢能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，可能會引起電壓、場強(qiáng)發(fā)生變化，進(jìn)而可能會引起某點(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，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小考點(diǎn)考點(diǎn)31 電容器電容器46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板向下移動一

32、小段距離時，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UMaEdMa，則UMa減小，又根據(jù)UMaMa知，因M不變，所以a升高，正電荷的電勢能也就增大返回專題首頁返回專題首頁考點(diǎn)考點(diǎn)31 電容器電容器47考點(diǎn)考點(diǎn)32 32 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動484950考法考法1313帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的分析帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的分析分析帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動時需注意：(1) 不忽略重力時，帶電粒子在電場中可能做直線運(yùn)動具體分析見考點(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)動此時可以不考慮過程，應(yīng)用動能定理有(3) 帶電粒子在交變電

33、場中的直線運(yùn)動這個時候要采用力學(xué)的分析方法分析粒子的運(yùn)動由于電場呈周期性變化，這個運(yùn)動也呈現(xiàn)周期性考點(diǎn)考點(diǎn)32 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動51若帶電粒子從靜止開始釋放，并且恰巧在電場一個變化周期剛剛開始時釋放那么粒子做先加速后減速的直線運(yùn)動，而不會往返運(yùn)動若帶電粒子從靜止釋放，是在電場變化周期中間某時刻釋放那么以電場變化的下一個時刻為界點(diǎn)，粒子會是做先加速后減速的直線運(yùn)動之后會反方向運(yùn)動，這個反方向運(yùn)動也是一個先加速后減速的過程通?？梢酝ㄟ^描繪運(yùn)動圖像的方法，分析粒子運(yùn)動情況和運(yùn)動位移考點(diǎn)考點(diǎn)32 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動52考法考法1414帶電粒

34、子在電場中做曲線運(yùn)動的分析與計算帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動的分析與計算1帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，偏轉(zhuǎn)位移 ，偏轉(zhuǎn)角 ，它們與多個物理量有關(guān)一般可從以下幾個方面分析：考點(diǎn)考點(diǎn)32 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動53(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，U與d可能同時變化，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.這兩個條件決定了運(yùn)動時間tl/v0，從而影響偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角注意：偏轉(zhuǎn)位移y與v0的平方成反比，偏轉(zhuǎn)

35、位移y與板長l的平方成正比有時帶電粒子還未偏轉(zhuǎn)出電場，便打在極板上，此時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偏轉(zhuǎn)電場時，偏轉(zhuǎn)情況相同還可以得出，當(dāng)其他條件相同時，偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)角的正切值成正比，與帶電粒子的初動能成反比考點(diǎn)考點(diǎn)32 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動542. 帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)時的能量分析在高考中一般涉及帶電粒子的動能與電勢能動能增加主要是EkqUqEd，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能、電勢能只要帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電勢能均減小3帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的相關(guān)計算本考點(diǎn)一般計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)考點(diǎn)32 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動55明確粒子偏轉(zhuǎn)的原理：垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動，在這個方向找