内容正文:
押2022年新高考全国卷第15题
电场的性质
考点内容
常见题型及要求
库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加
选择题
根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化
选择题
匀强电场电势差与场强的关系--电势均匀分布问题
选择题
静电场的图像问题
选择题
秘籍一 库仑定律的应用及库仑力的合成及电场的叠加
【规律秘籍】
1.电场强度的三个计算公式
2.电场的叠加
①电场强度是矢量,电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。
②电势是标量,电场中某点几个电场的电势的总电势为各个电势的代数和。
3.求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路
涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样,受力分析是基础,应用平衡条件是关键,都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题,但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点.具体步骤如下:
4.对称法求电场强度
【方法秘籍】
1.电场叠加问题要注意矢量性与对称性
2.电场强度是矢量,电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。
秘籍二 根据电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化
【规律秘籍】
1.根据运动轨迹判断粒子的受力及运动情况
①确定受力方向的依据
a.曲线运动的受力特征:带电粒子受力总指向曲线的凹侧;
b.电场力方向与场强方向的关系:正电荷的受力方向与场强方向相同,负电荷则相反;
c.场强方向与电场线或等势面的关系:电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向。
②比较加速度大小的依据:电场线或等差等势面越密⇒E越大⇒F=qE越大⇒a=越大。
③判断加速或减速的依据:电场力与速度成锐角(钝角),电场力做正功(负功),速度增加(减小)。
2.分析电场的特点和性质问题的一般思路
(1)电场强度
①根据电场线的疏密程度进行判断。
②根据等差等势面的疏密程度进行判断。
③根据E=k结合矢量合成进行判断或计算。
(2)电势
①根据沿电场线方向电势逐渐降低进行判断。
②根据φ=进行判断或计算。
③空间存在两个或两个以上的电场时,根据电势的叠加求代数和进行判断或计算。
(3)电势能
①根据Ep=φq进行判断或计算。注意判断或计算时Ep、φ、q均带正、负号,且Ep、φ的正、负号表示大小。
②根据电场力做功进行判断或计算。若电场力对电荷做正功,电势能减少,反之则增加,且WAB=-ΔEp。
③根据能量守恒定律进行判断或计算。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程,若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转化,而总和应保持不变,即当动能增加时,电势能减少,反之则增加,且ΔEk=-ΔEp。
【方法秘籍】
1.“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况.
2.“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.
秘籍三 匀强电场电势差与场强的关系--电势均匀分布问题
【规律秘籍】
1.E=在匀强电场中的理解及应用
①UAB=Ed,d为A、B两点沿电场方向的距离。
②沿电场强度方向电势降落得最快。
③在同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。
2.在匀强电场中由公式U=Ed得出的“一式、二结论”
(1)“一式”:E==,其中d是沿电场线方向上两点间的距离。
(2)“二结论”
结论1:匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC=,如图甲所示。
结论2:匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD),如图乙所示。
秘籍四 静电场的图像问题
【规律秘籍】
几种常见图象的特点及规律
v t图象
根据v t图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化,确定电场的方向、电势高低及电势能变化
φ x图象
(1)电场强度的大小等于φ x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ x图线存在极值,其切线的斜率为零;
(2)在φ x图象中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向;
(3)在φ x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后做出判断
Ex图象
(1)反映了电场强度随位移变化的规律;(2)E>0表示场强沿x轴正方向,E<0表示场强沿x轴负方向;
(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定
Epx图象
(1)反映了电势能随位移变化的规律;
(2)图线的切线斜率大小等