内容正文:
押辽宁卷第6题
静电场
静电场为必考模块,各知识点关联性强,考察考生解决问题的综合分析判断能力,主要考点如下表:
考点
细分
电场力的性质
库仑定律
电场强度的三种解法、叠加性
点电荷、等量同(异)号电荷产生的电场的特点
电场能的性质
电势能、电势的增减判断
电场强度与电势差的关系
电场线、等势线、轨迹线综合问题
电场中的图像
E-x、Ep-x、-x图像
粒子运动的v-t图像
1.电场强度的三个公式
2.电场能的性质
2.1 电势能的增减判断方法
做功法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。(与电荷正负无关)
电势法:对于正(负)电荷,电势越高,所在位置电势能越大(小)。(即正电荷的电势能与电势同变化,负电荷反变化)
电性法:同种电荷相距越近(远),电势能越大(小);异种电荷相距越近(远),电势能越小(大)。
2.2 电势的增减判断方法
电场线法:沿电场线方向,电势降低。
场源电荷法:离正场源电荷越近,电势越高;离负场源电荷越近,电势越低。
电势能法:对于正电荷,电势能越大,所在位置的电势越高;对于负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高。
2.3 匀强电场中的推论及平分法求电势
在匀强电场中,如线段AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD;UAC=UBD
平分法解题步骤
(1)确定所给中电势最高和最低点,将两点连接
(2)根据第三点的电势,将(1)中连线平分为等距的n段
(3)找到连线上与第三点电势相同的第四点,连接第三、四点得到等势面
(4)做垂直于等势面的直线,根据电势降低方向画出电场强度方向
3.等势面与电场线的关系
(1)电场线总是与等势面垂直,且从电势高的等势面指向电势低的等势面。
(2)电场线越密的地方,等差等势面也越密。
(3)沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功。
4. 电场中轨迹类问题
5.电场中的图像问题
Ex图线
(1)由图线确定电场强度的变化情况,E>0表示场强沿正方向,E<0表示场强沿负方向。
(2)Ex图线与x轴所围成的面积表示电势差,如果取x=0处为电势零点,则可由图像的面积分析各点电势的高低,综合分析粒子的运动,进一步确定粒子的电性、电场力做功及粒子的动能变化、电势能变化等情况。
φ x图像
(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图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。
(3)在φ x图像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,然后作出判断。
Epx图像
(1)描述电势能随位移变化的规律。
(2)根据电势能的变化可以判断电场力做功的正、负。
(3)根据W=-ΔEp=Fx,图像Epx的斜率的绝对值表示电场力的大小。
电场中带电粒子的vt图像
根据v t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。
6.电容、电容器
(1)电容:①定义式:C=或C=;
②决定式:C=。
(2)平行板电容器的两类动态分析
两种情况
电路结构
动态分析
电容器始终接在恒压电源上
U不变
d↑→C↓→Q↓
d↑→E↓
S↑→C↑→Q↑
电容器充电后断电
Q不变
d↑→C↓→U↑
→E不变
S↑→C↑→
U↓→E↓
1.(2021年·辽宁卷)等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中,电场分布如图所示,实线表示电场线,虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点,电势能分别为Epa和Epb,电荷所受电场力大小分别为F和F,则( )
A.,Fa>Fb B.,Fa<Fb
C.,Fa>Fb D.,Fa<Fb
2.(2022年·辽宁卷)如图所示,带电荷量为的球1固定在倾角为光滑绝缘斜面上的a点,其正上方L处固定一电荷量为的球2,斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3,球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为,球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后,球3沿斜面向下运动。为重力加速度,球的大小可忽略,下列关于球3的说法正确的是( )
A.带负电
B.运动至a点的速度大小为
C.运动至a点的加速度大小为
D.运动至ab中点时对斜面的压力大小为
1.如图所示,一质子沿等量异种电荷的中垂线由匀速飞过,质子重力不计。则质子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向的变化情况是( )
A.先变大后变小,方向水平向右
B.先变大后变小,方向水平向左
C.先变小后变大,方向水平向左