专题08 电场及综合（讲义）-2024年高考物理二轮专题综合能力突破训练

专题08 电场及综合 01专题网络·思维脑图 02考情分析·解密高考 03高频考点·以考定法 04核心素养·难点突破 05创新好题·轻松练 考点内容 学习目标 电场的性质 1.掌握电场力的性质和能的性质；掌握电场、电势、电势差以及电势能的判断方法；3.会看电场线、等势面并能应用；4.掌握常见的电场图像分析；5、掌握带电粒子在电场中的运动原理；6.理解静电平衡的概念并能应用；7.掌握电容公式及两类电容分析问题 电场、电势差、电势能分析 电场线、等势面 带电粒子在电场中的运动 电场中功能关系及图像问题 电容器中的动力学和能量问题 1、 电场的性质 1． 电场强度的分析与计算 1　 电场强度的方向是正电荷所受静电力的方向，也是电场线上某点的切线方向，电场的强弱可根据电场线的疏密程度来进行比较． 2　 计算电场强度常用的方法：公式法、平衡条件求解、叠加合成法、对称法、补偿法、等效法． 2． 电势高低的判断 判断依据 判断方法 电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低 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 电势能的大小 正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低 静电力做功 根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低 2、 电场中的图像问题 1． φ－x图像(电场方向与x轴平行) 1　 电场强度的大小等于φ－x图线的切线斜率的绝对值，如果图线是曲线，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，电场为匀强电场(如图)．切线的斜率为零时沿x轴方向电场强度为零． 2　 在φ－x图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向．(如图) 3　 电场中常见的φ－x图像 a. 点电荷的φ－x图像(取无穷远处电势为零)，如图． b. 两个等量异种点电荷连线上的φ－x图像，如图． c. 两个等量同种点电荷的φ－x图像，如图． 2． E－x图像(电场方向与x轴平行) 1　 E－x图像为静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系，若规定x轴正方向为电场强度E的正方向，则E>0，电场强度E沿x轴正方向；E<0，电场强度E沿x轴负方向． 2　 E－x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差(如图所示)，两点的电势高低根据电场方向判定．在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况． 3　 电场中常见的E－x图像 a. 点电荷的E－x图像：正点电荷及负点电荷的电场强度E随坐标x变化关系的图像大致如图所示． b. 两个等量异种点电荷的E－x图像，如图． c. 两个等量正点电荷的E－x图像，如图． 3． 几种常见等势面的比较 电场 等势面(虚线)图样 特点 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 等量异种点电荷的电场 两电荷连线的中垂面为等势面 等量同种正点电荷的电场 在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高 1． 四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时静电力不做功． ②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面． ③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小． ④任意两个等势面都不相交． 3、 带电粒子在电场中的运动 1． 带电粒子(带电体)在电场中的常见运动及分析方法 常见运动 受力特点 分析方法 静止或匀速 直线运动 合外力F合＝0 共点力平衡 变速直线运动 合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上 1.用动力学观点分析a＝，E＝，v2－v02＝2ad，适用于匀强电场 2．用功能观点分析W＝qU＝mv2－mv02，匀强和非匀强电场都适用 带电粒子在匀强电场中的偏转运动(类平抛运动) 进入电场时v0⊥E 运动的分解 偏转角：tan θ＝＝＝＝ 侧移距离：y0＝＝，y＝y0＋Ltan θ＝(＋L)tan θ 2． 带电体在电场、重力场中运动的分析方法 1　 对带电体的受力情况和运动情况进行分析，综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律解决问题． 2　 根据功能关系或能量守恒的观点，分析带电体的运动时，往往涉及重力势能、电势能以及动能的相互转化，总的能量保持不变． 4、 电场中的动力学和能量问题 1． 动力学的观点 1　 由于匀强电场中带电粒子所受静电力和重力都是恒力，可用正交分解法． 2　 综合运用牛顿运动定律和运动学公式，注意受力分析要全面，特别注意重力是否需要考虑的问题． 2． 能量的观点 1　 运用动能定理，注意过程分析要全面，准确求出过程中的所有力做的功，判断是