高考物理知識體系總論：電場中的三大問題

學(xué)霸推薦知識體系梳理電場中的三大問題優(yōu)秀同齡人的陪伴

讓你的青春少走彎路電場中的三大問題是電場中重點內(nèi)容的總結(jié)，主要考察內(nèi)容就是電場力做功的特點和題型，同學(xué)要重視電場力做功的條件和特點，在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行題型鞏固。使用說明-內(nèi)容說明01目

錄梳理知識體系CONTENTS02解決經(jīng)典問題實例PA

RT

1梳理知識體系DREAMOFTHEFUTURE電場中的三大問題大

致

框

架突破一?電場中“三類”典型圖象問題突破二?帶電粒子在交變電場中的運動電場中的三大問題突破三?應(yīng)用動力學(xué)知識和功能關(guān)系解決力、電綜合問題電場中的三大問題大

致

框

架根據(jù)v－t圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷所受電場力的方向與電場力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場強度的方向、電勢的高低及電勢能的變化。類型一?電場中粒子運動的v－t圖象突破一?電場中“三類”典型圖象問題類型二?電場中的E－x圖象類型三?電場中的φ-x圖象電場中的三大問題大

致

框

架根據(jù)v－t圖象的速度變化、斜率變化(即加速度大小的變化)，確定電荷所受電場力的方向與電場力的大小變化情況，進(jìn)而確定電場強度的方向、電勢的高低及電勢能的變化。類型一?電場中粒子運動的v－t圖象突破一?電場中“三類”典型圖象問題類型二?電場中的E－x圖象(1)電場強度的大小等于φ－x圖線的斜率大小，電場強度為零處，φ-x圖線存在極值，其切線的斜率為零。(2)在φ-x圖象中可以直接判斷各點電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強度的方向。類型三?電場中的φ-x圖象(3)在φ-x圖象中分析電荷移動時電勢能的變化，可用W

＝qU

，進(jìn)而分析ABABWAB的正負(fù)，然后作出判斷。電場中的三大問題大

致

框

架1.幾種常見的E－x圖象(1)點電荷的E－x圖象正點電荷及負(fù)點電荷的電場強度E隨坐標(biāo)x變化關(guān)系的圖象大致如圖所示。(2)兩個等量異種點電荷的E－x圖象①兩電荷連線上的E－x圖象如圖所示。②兩電荷連線的中垂線上的E－y圖象如圖所示。類型一?電場中粒子運動的v－t圖象突破一?電場中“三類”典型圖象問題類型二?電場中的E－x圖象(3)兩個等量同種點電荷的E－x圖象①兩電荷連線上的E－x圖象如圖7所示。②兩電荷連線的中垂線上的E－y圖象如圖所示。2.E－x圖象特點(1)反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律。(2)E＞0表示場強沿x軸正方向；E＜0表示場強沿x軸負(fù)方向。類型三?電場中的φ-x圖象(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小，兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定。電場中的三大問題大

致

框

架(1)點電荷的φ-x圖象(取無限遠(yuǎn)處電勢為零)①正點電荷的φ-x圖象如圖所示；類型一?電場中粒子運動的v－t圖象②負(fù)點電荷的φ-x圖象如圖所示。類型二?電場中的E－x圖象突破一?電場中“三類”典型圖象問題類型三?電場中的φ-x圖象(3)兩個等量同種電荷的φ-x圖象①兩正電荷連線上的φ-x圖象如圖所示。②兩正電荷連線的中垂線上的φ-y圖象如圖所示。(2)兩個等量異種電荷連線上的φ－x圖象，如圖所示。電場中的三大問題大

致

框

架常見的產(chǎn)生交變電場的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等。1.常見的交變電場2.常見的試題類型此類題型一般有三種情況：(1)粒子做單向直線運動(一般用牛頓運動定律求解)。突破二?帶電粒子在交變電場中的運動(2)粒子做往返運動(一般分段研究)。(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運動(一般根據(jù)交變電場特點分段研究)。3.解答帶電粒子在交變電場中運動的思維方法電場中的三大問題大

致

框

架1.常見的交變電場2.常見的試題類型(1)注重全面分析(分析受力特點和運動規(guī)律)，抓住粒子的運動具有周期性和在空間上具有對稱性的特征，求解粒子運動過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。(2)分析時從兩條思路出發(fā)：一是力和運動的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運動學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系。(3)注意對稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用。突破二?帶電粒子在交變電場中的運動3.解答帶電粒子在交變電場中運動的思維方法電場中的三大問題大

致

框

架功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同的力。因此，通過審題，抓住受力分析和運動過程分析是關(guān)鍵，然后根據(jù)不同的運動過程中各力做功的特點來選擇相應(yīng)規(guī)律求解。動能定理和能量守恒定律在處理電場中能量問題時仍是首選。1.方法技巧2.解題流程突破三?應(yīng)用動力學(xué)知識和功能關(guān)系解決力、電綜合問題電場中的三大問題知識樹原圖PA

RT

2利用知識體系框架來解題DREAMOFTHEFUTURE經(jīng)典例題1如圖甲，直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點，將一帶負(fù)電荷的粒子從a點處由靜止釋放，粒子從a運動到b過程中的v－t圖線如圖乙所示，設(shè)a、b兩點的電勢分別為φ

、φ

，場強大小分別為E

、E

，粒子在a、aba

bb兩點的電勢能分別為Wa、Wb，不計重力，則有(??)A.φa＞φbC.E

＜EB.E

＞Ea

bD.W

＞W(wǎng)a

ba

b答案解析1答案解析：由圖乙可知，粒子做加速度減小、速度增大的直線運動，故可知從a到b電場強度減小，粒子動能增大，電勢能減小，電場力方向由a指向b，電場線方向由b指向a，b點電勢高于a點電勢，故選項B、D正確。經(jīng)典例題2在x軸上關(guān)于原點對稱的a、b兩點處固定兩個電荷量相等的點電荷，如圖所示的E－x圖象描繪了x軸上部分區(qū)域的電場強度(以x軸正方向為電場強度的正方向)。對于該電場中x軸上關(guān)于原點對稱的c、d兩點，下列結(jié)論正確的是(??)A.兩點場強相同，c點電勢更高B.兩點場強相同，d點電勢更高C.兩點場強不同，兩點電勢相等，均比O點電勢高D.兩點場強不同，兩點電勢相等，均比O點電勢低答案解析2答案解析：題圖中a點左側(cè)、b點右側(cè)的電場都沿x軸負(fù)方向，則a點處為正電荷，b點處為負(fù)電荷，又兩點電荷的電荷量相等，則c、d兩點的場強相同，c點電勢更高，故A正確，B、C、D錯誤。經(jīng)典例題3靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向為場強正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷(??)A.在x

和x

處電勢能相等24B.由x

運動到x

的過程中電勢能增大31C.由x

運動到x

的過程中電場力先增大后減小41D.由x

運動到x

的過程中電場力先減小后增大41答案解析3答案解析：由圖象可知，將正電荷沿x軸正向移動，從x

移動到x

的過程42電場力做功不為零，兩點處的電勢能不相等，選項A錯誤；從x

移動到x

的過程電場力沿x軸負(fù)方向，電場力做負(fù)功，電勢能增大，31選項B正確；由x

運動到x

的過程中，場強先增大后減小，因此電場力先增大后減小，41C項正確，D項錯誤。經(jīng)典例題4答案解析4PA

RT

3回顧落實DREAMOFTHEFUTURE要點①三類圖像問題是重點內(nèi)容，要理清楚圖像的來源；②交變電場涉及到帶電粒子周期性運動問題，要先畫v