内容正文:
2023年新教材新高考广东卷选择题第8题
静电场
高考对于这部分知识点主要通过鲜明时代性的情景进行命题设计,体现物理对生产生活、科学技术发展所产生的指导、创新等作用。在解决此类问题时要将所学物理知分析题意中的情境,抓住问题实质,具备一定的物理分析能力和数学推导能力,具备解决实际问题的能力。主要考查的知识点有:电场强度,电场线,电势能,电势,电容,电场中的图像等。
注意:近几年广东的高考题主要考点是:静电力做功,电场线,电势能,等势面,含电容电路的电流和电压计算。2023年备考建议电容器的动态分析和电场中的图像。
必备知识点1:电场场强的计算方法
公式
E=
E=k
E=
公式意义
电场强度定义式
真空中点电荷的电场强度决定式
匀强电场中场强与电势差之间的关系
意义
给出了一种量度电场强弱的方法
表明了点电荷场强大小的决定因素
给出了一种求解匀强电场的方法
适用范围
一切电场
①真空;②点电荷
匀强电场
决定因素
由电场本身决定,与检验电荷q无关
由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定
由电场本身决定,d为两点沿场强方向的距离
式中电荷的意义
q为检验(或试探)电荷的电荷量
Q为产生电场的点电荷的电荷量
/
关系理解
E用F与q的比值来表示,但E的大小与F、q大小无关
E不仅用Q、r来表示,且E∝Q,
E∝1/r2
E用U与d的比值来表示。
必备知识点2:电场线的特点和应用
必备知识点3:几种常见的电场线
图甲和图乙为正负点电荷的电场线,其特点为:正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)部;离点电荷越近,电场线越密(场强越大);以点电荷为球心作一球面,则电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小相等,但方向不同。
图丙为等量异种电荷的电场线,其特点为:关于中心点对称的点,场强等大同向;
两点电荷连线上,沿电场线方向场强先变小再变大,中点处场强最小;两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同,总与中垂线垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂线从中点到无限远处,场强一直减小,中点处场强最大。
图丁为等量同种电荷的电场线,其特点为:关于中心点O点的对称点,场强等大反向;两点电荷连线上,中点O处场强为零,向两侧场强逐渐增大;两点电荷连线的中垂线上由中点O到无限远,场强先变大后变小。
3、静电平衡
必备知识点4:静电屏蔽的两种现象
现象
外屏蔽
内屏蔽
定义
导体外部电场不影响导体内部。
接地导体内部的电场不影响导体外部。
示意图
屏蔽原理
外部电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷产生的电场在空腔内的合场强为零,达到静电平衡状态,起到屏蔽外电场的作用。
当导体空腔外部接地时,球壳的外表面的感应电荷因接地将传给地球,则球壳外部合场强为零,起到屏蔽内电场的作用。
特点
球壳外电场对球壳内不产生影响,球壳内电场对球壳外产生影响。
球壳内外电场互不产生影响。
本质
静电感应与静电平衡
必备知识点5:电势能高低的判断
判断角度
判断方法
做功判断法
电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
电荷电势法
正电荷在电势高的地方电势能大;负电荷在电势低的地方电势能大。
公式法
将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,正Ep的绝对值越大,电势能越大;负Ep的绝对值越大,电势能越小。
能量守恒法
在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反之,动能减小,电势能增加。
必备知识点6:电势高低的判断
判断角度
判断方法
依据电场线方向
沿电场线方向电势逐渐降低。
依据场源电荷的正负
取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低。
依据电场力做功
根据UAB=,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的高低。
依据电势能的高低
正电荷在电势较高处电势能大,负电荷在电势较低处电势能大。
必备知识点7:电场中的图像
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