内容正文:
押江苏卷7题
电场
考点内容
考情分析
考点一 电场强度、电势与电势能大小的判断
电场一般考察电场强度的合成及电场与电容结合分析;考察电场、电势及电势能图像。。
考点二 电场中的图像问题
考点三 电场中功与能、带电粒子在电场中运动
考点四 电容器的动态分析
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。
2.三个计算公式的比较
公式
适用条件
说明
定义式
E=
任何电场
某点的场强为确定值,大小及方向与q无关
决定式
E=k
真空中点电荷的电场
E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定
关系式
E=
匀强电场
d是沿电场方向的距离
3.等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较
比较项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线的分布图
连线中点O处的场强
连线上O点场强最小,指向负电荷一方
为零
连线上的场强大小(从左到右)
沿连线先变小,再变大
沿连线先变小,再变大
沿连线的中垂线由O点向外的场强大小
O点最大,向外逐渐变小
O点最小,向外先变大后变小
关于O点对称点的场强(如A与A′、B与B′、C与C′等)
等大同向
等大反向
4.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
5.电势能大小的判断
(1)做功判断法:由WAB=EpA-EpB可知,静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增大。
(2)电荷电势法:由Ep=qφ知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。
(3)能量守恒法:若只有静电力做功,电荷的动能和电势能之和守恒,动能增大时,电势能减小,反之电
势能增大。
6.电场中几种常见的图像分析
v-t图像
当带电粒子只受静电力时,从v-t图像上能确定粒子运动的加速度方向、大小变化情况,进而可判定粒子运动中经过的各点的电场强度方向、电场强度大小、电势高低及电势能的变化情况
φ-x图像
(1)从φ-x图像中可以直接判断各点电势的高低,进而确定电场强度的方向及试探电荷电势能的变化(2)φ-x图线切线的斜率大小表示沿x轴方向电场强度E的大小
E-x图像
以电场强度沿x轴方向为例:(1)E>0表示电场强度沿x轴正方向,E<0表示电场强度沿x轴负方向(2)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,两点的电势高低需根据电场方向判定
Ep-x图像
(1)图像的切线斜率大小表示静电力大小(2)可用于判断电场强度、动能、加速度等随位移的变化情况
7.电容器动态分析思路
U不变:(1)根据C==先分析电容的变化,再分析Q的变化。
(2)根据E=分析场强的变化。
(3)根据UAB=E·d分析某点电势变化。
Q不变:(1)根据C==先分析电容的变化,再分析U的变化。
(2)根据E==分析场强变化。
考点一 电场强度、电势与电势能的判断
1. 电场强度判断
(1)等效法:在保证效果相同的前提下,将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。
例如:一个点电荷+q与一个无限大薄金属板形成的电场,等效为两个等量异种点电荷形成的电场,如图甲、乙所示。
(2)对称法:利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,使复杂电场的叠加计算问题大为简化。
例如:如图所示,均匀带电的球壳在O点产生的场强,等效为弧BC产生的场强,弧BC产生的场强方向,又等效为弧的中点M在O点产生的场强方向。
(3)填补法:将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板,或将半球面补全为球面,从而化难为易、事半功倍。
2.判断电势能变化的两种方法
(1)根据静电力做功:静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加。
(2)根据Ep=φq:正电荷在电势越高处电势能越大;负电荷在电势越高处电势能越小。
3.电势高低的四种判断方法
(1)电场线法:沿电场线方向电势逐渐降低。
(2)电势差与电势的关系:根据UAB=,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的高低。
(3)Ep与φ的关系:由φ=知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。
场源电荷的正负:取离场源电