专题9 题型各个击破&实验重点攻克(精讲册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

讲解册 实战高考·物理 ⊙ 丝题型名 题型一匀强电场中电势差与电场强度的 关系 题型解读 1.UAB=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.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向 上Uocd. 推论：如图甲所示，C点为线段AB的中点， 则有=十必 2 如图乙所示，AB∥CD,且AB=CD,则UAB =UcD。 A C BD/E 甲 乙 典例1如图所示，在纸面内有一直角三角形 ABC,P为AB的中点，P2为AP1的中点，BC =2cm,∠A=30°。纸面内有一匀强电场，电 子在A点的电势能为一5eV,在C点的电势 能为19eV,在P2点的电势能为3eV。下列 说法正确的是( A P P C-------B A.A点的电势为一5V B.B点的电势为一19V C.该电场的电场强度方向由B点指向A点 D.该电场的电场强度大小为800V/m 解析：由公式p-可知，g4-=-5ey =5V,故A错误。m=E=3eV=-3V, -e -e 338 个击破 ⊙ A、P2两点间的电势差U=4一r2=5V一 (-3)V=8V,g%=91-4U=5V-4X8V= 一27V,故B错误。A点到B点电势均匀降 落，如图所示， A P: Ci:- 设P1B的中点为P3,该点电势为卿3=4一 3U=5V-3×8V=-19V,而a=E= 19eV-=一19V,则P、C两点为等势点，虚线 -e P3C为等势线，由几何关系可知，P3C与AB 垂直，所以AB为电场线，又因为沿电场线方 向电势逐渐降低，所以该电场的电场强度方向 由A点指向B点，电场强度大小为EAP,宁 /cn=800V/m,故C错误，D )答案D 方法校奶E一智在非匀强电场中的两点妙用 (1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的 关系：当电势差U一定时，电场强度E越大， 则沿电场强度方向的距离d越小，即等差等势 面越密，电场强度越大。 (2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系， 如距离相等的两点间的电势差，E越大，U越 大；E越小，U越小。 题型口平行板电容器的动态分析 题型解读 1.平行板电容器动态分析的两种情况 (1)电容器始终和电源连接，此时U恒定， 则Q=CUcC,面C=点c:两板间电 场强度上号c分 (2)电容器充电后与电源断开，此时Q恒 定，则U-8,Cc受，电场强度E-号吕 o、1 erS 典例2如图所示，M、N为平行板电容器的两 个金属极板，G为静电计，开始时闭合开关S, 静电计指针张开一定角度。则下列说法正确 的是( R A.开关S保持闭合状态，将R的滑片向右移 动，静电计指针张开角度增大 B.开关S保持闭合状态，将两极板间距增大， 静电计指针张开角度增大 C.断开开关S后，将两极板间距增大，板间电 压不变 D.断开开关S后，紧贴下极板插入金属板，板 间电场强度不变 解析：保持开关S闭合，电容器两端的电势差 等于电源电动势，故电容器两端的电势差不 变，因此无论将R的滑片向右移动，还是将两 极板间距增大，静电计指针张角都不变，A、B 错误；断开开关S后，电容器所带电荷量不变， 将两极板间距增大，即d增大，根据C=sS 4kπd 可知电容减小，根据U=号，可知板间电压增 大，C错误；断开开关S后，电容器所带电荷量 不变，若紧贴下极板插入金属板，则d减小，根 1据E号=4π，可知板间的电场强度不变，一 D正确。 )答案D O专题9静电场 方法总结分析思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电 荷量不变。 ②)用决定式C三4分析平行板电容器电容 的变化。 (3)用定义式C=是分析电容器所带电荷量或 两极板间电压的变化。 (4)用E= 分析电容器两极板间电场强度的 d 变化。 题型三带电粒子在电场中的偏转 题型解读 1.沿初速度方向做匀速直线运动 (1)能飞出电容器：运动时间t= to。 (2②)不能飞出电容器：y=at=,运 1 2md 动时间气√qU。 2mdy 2.沿静电力方向做匀加速直线运动 加速度：a=F=Eg心 mm md 离开电场时的偏移量：y=号。 a2-g 2md° 离开电场时的偏转角：tan0==gU vo mdvd 典例3如图所示，两平行金属板A、B长为L =8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电 势高300V,一带正电的粒子电荷量为q=1.0 ×10-10C、质量为m=1.0×10-20kg,沿电场 中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度o= 2.0×10m/s,粒子飞出电场后经过界面 MN、PS间的无电场区域，然后进入固定在O 点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右 侧点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知 两界面MN、PS相距12cm,D是中心线RO 339 讲解 实战高考·物理】 与界面PS的交点，O点距离界面PS为9 cm,粒子穿过界面PS后做匀速圆周运动，最 终垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。 (静电力常量k=9.0×109N·m/C2,粒子的 重力不计) (1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的 距离、到达PS界面时与D点的距离。 (2)在图上粗略画出粒子的运动轨迹。 (3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量。 A 12 cm '-9cm→ b tulllllLLLLLL S D 解析：(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线 RO的距离（偏移量）y=。 a2, 而a=E=g别，L=t, m dm 则y=2a= qU(L 2md vo )=0.03m=3cm。 粒子在离开电场后将做匀速直线运动，设其轨 迹与PS交于H点，H点到中心线的距离为 Y,则有 y 2L+12 cm 解得Y=4y=12cm. (2)第一段是抛物线、第二段是直线、第三段是 圆孤，如图所示。 12 cm -9cm R bG D B (3)粒子到达H点时，其水平速度，=0， 340 竖直速度4，=at=9叫.L md vo 则6-√/十乙=2.5X10m/s, 该粒子穿过界面PS后绕，点电荷Q做匀速圆 周运动，所以Q带负电， 根据几何关系可知，半径x=√Y2十OD= 15cm, 由静电力提供向心力有k?=m习 解得Q≈1.04×10-8C。 )答案(1)3cm12cm(2)见解析图 (3)负电1.04×10-8C 题型四带电体在复合场中的运动 题型解读 等效法处理叠加场问题 1.各种性质的场（物质）与实际物体的区别之 一是场具有叠加性，即几个场可以同时占据 同一空间，从而形成叠加场。 2.将叠加场等效为一个简单场，其具体步骤： 先求出重力与静电力的合力，将这个合力视 为一个“等效重力”，将a=合视为“等效重 力加速度”。再将物体在重力场中做圆周运 动的规律迁移到等效重力场中分析求解 即可。 典例4半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直 平面内，环上套有一个质量为m、带正电荷的 小球，空间存在水平向右的匀强电场，如图所 示，小球所受的静电力是其重力的，将小球 从环上最低点A由静止释放，求： (1)小球所能获得的最大动能。 (2)小球对环的最大压力。 解析：(1)由题意可知，重力和静电力的合力可 视为“等效重力”。 因gE-子mg,所以gE,mg的合力F与坚直 方向的夹角tan0=gE=3,可得0=37， mg 4 小球由静止释放后，从A点到B点的过程中 做加速运动，如图所示，B点为“等效最低，点”， 动能最大。 由动能定理得gErsin0-mgr(1-cos0)=Ek, 解得最大动能E= 4ngr。 0. 大B.gE mg (2)设小球在B点所受圆环弹力为F,由牛顿 第二定律得FN一F参=mU 而F合=mg=5 cos a4mg, 7 解得F=4mg,由牛顿第三定律得，小球对 圆环的最大压力为mg。 )答案(1)4mgr（ 题型五带电粒子在交变场中的运动 题型解读 1.常见的交变电场：常见的产生交变电场的电 压波形有方形波、锯齿波等。 2.常见的运动形式 (1)粒子做单向直线运动（一般用直线运动 规律结合牛顿运动定律求解)。 (2)粒子做往返运动（一般分段研究）。 (3)粒子做偏转运动（一般根据交变电场特 0专题9静电场 点分段研究)。 3.带电粒子在交变电场中运动的分析要点 (1)注重全面分析（分析受力特点和运动规 律)，抓住粒子的运动具有周期性和在空间 上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中 的速度、位移、做功或确定与物理过程相关 的边界条件。 (2)注意从两条思路出发：一是力和运动的 关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分 析；二是功能关系。 典例5如图甲所示，两平行正对的金属板A、 B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽 略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间 P处。若在o时刻释放该粒子，粒子会时而向 A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板 上。则可能属于的时间段是( ) -U 甲 3 A0<<置 B君<Y C.T<hcT D47 解析：设粒子的速度方向、位移方向向右为正。 由题意可得，粒子的速度时而为负，时而为正， 最终打在A板上时位移为负，速度为负。作 出6为0，了平时粒子运动的逸度国像， 如图所示。 V. 42 341 讲解 实战高考·物理 由于速度一时间图线与时间轴所围图形面积 表示粒子通过的位移，则由图像可知，当0<t0 <和3买<<T时，粒子在一个周翔内的总 位移大于零；T<<3买时粒子在一个周期内 的总位移小于零；当>T时情况类似。因粒 子最终打在A板上，则要求粒子在每个周期 内的总位移应小于零，对照各选项可知，只有 B正确。 )答案B 怎么学⊙ 实验 实验10 观察电容器的充、放电现象 一、实验器材 直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表、单刀 双掷开关。 二、实验原理图 (A 三、实验过程 1.把开关S接1，观察电流表及电压表指针的 偏转。 2.把开关S接2，观察电流表及电压表指针的 偏转。 四、实验现象 1.充电现象：把开关S接1时，可以看到电压 表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数 值。通过观察电流表可以知道，充电时电流 由电源的正极流向电容器的正极板，充电电 流逐渐减小至0。 2.放电现象：把开关S接2时，观察电流表可 以知道，放电电流由电容器的正极板经过电 342 【知识归纳】利用速度一时间图像分析带电粒 子的运动过程时，需要注意的“五点” (1)带电粒子进入电场的时刻。 (2)速度一时间图像的切线斜率表示加速度。 (3)图线与时间轴围成图形的面积表示位移， 且在时间轴上方所围成图形的面积为正，在时 间轴下方所围成图形的面积为负。 (4)注意对称性和周期性变化关系的应用。 (5)图线与时间轴有交点，表示此时速度可能 改变方向。 对运动过程复杂、不容易画出速度图像的问 题，还应逐段分析求解。 点攻克 ⊙ 阻R流向电容器的负极板，放电电流逐渐 减小，最后减小到0。同时可以看到，电压 表示数逐渐减小，最后减小到0。 五、数据处理 1.I-t图像：如图所示。 I/mA 2 4 6 8t/ 2.电容器充、放电的I-t图像的数据处理 (1)电容器的充、放电过程中，电流都随时间 越来越小，电路稳定时电流为0。 (2)电容器在全部充电（或放电）过程中储存 (或释放)的电荷量可用I-t图线与时间轴 所围图形的面积表示。 (3)电容器的电容可根据电容器充、放电过 程中I-t图线与时间轴所围图形的面积和 电容器充电结束或放电开始时两极板间的 电势差，由C-8计算。 (4)电容器充、放电过程中的最大电流（即 1图像中1=0时刻的电流)：la只。其中 U是电容器充电结束或放电开始时两极板 间的电势差，R是充电电路或放电电路中除 电容器外其他通路部分的总电阻。 六、改进方案 1.创新方案：用传感器观察电容器的充、放电 过程。 2.电流传感器可以像电流表一样测量电流。 不同的是，它比较灵敏，可以捕捉到瞬间的 电流变化。此外，由于它与计算机相连，还 能显示出电流随时间变化的I-t图像。 3.本实验中电源电压在8V左右，电容器可选 几十微法的电容器 4.用传感器观察电容器的充电过程 (1)按如图甲所示连接电路。 (2)把S拨至1，并接通足够长的时间，使电 容器所带的电荷量都释放掉，从而不带电。 (3)把开关S拨至2，电源向电容器充电，传 感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出 电流随时间变化的图像，如图乙所示。 0专题9静电场 I/mA 接计 R 111 算机电流 S R 传感器 E C t/s 甲 乙 5.用传感器观察电容器的放电过程 (1)按如图所示连接电路。 (2)使开关S与1端相连，电源向电容器充 电，这个过程可在短时间内完成。 (3)把开关S拨至2，电容器通过电阻R放 电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上 可显示出电流随时间变化的图像。 接计 R 算机电流 传感器 6.电容器充电（或放电）的I-t图像与时间轴 围成图形的面积表示电容器充电完毕所带 的（或放电过程中全部释放的）电荷量。 343