2020高考物理 考前冲刺Ⅱ专题15 电场解题方法和技巧

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2020高考物理 考前冲刺Ⅱ专题15 电场解题方法和技巧

‎2020考前冲刺物理 ‎ 本专题的主要问题是电场性质的描述和电场对电荷的作用,解题时必须搞清描述电场性质的几个物理量和研究电场的各个规律。‎ ‎1、如何分析电场中的场强、电势、电场力和电势能 ‎(1)先分析所研究的电场是由那些场电荷形成的电场。‎ ‎(2)搞清电场中各物理量的符号的含义。‎ ‎(3)正确运用叠加原理(是矢量和还是标量和)。‎ 下面简述各量符号的含义:‎ ‎①电量的正负只表示电性的不同,而不表示电量的大小。‎ ‎②电场强度和电场力是矢量,应用库仑定律和场强公式时,不要代入电量的符号,通过运算求出大小,方向应另行判定。(在空间各点场强和电场力的方向不能简单用‘+’、‘-’来表示。)‎ ‎③电势和电势能都是标量,正负表示大小.用进行计算时,可以把它们的符号代入,如U为正,q为负,则也为负.如U1>U2>0,q为负,则。‎ ‎④ 电场力做功的正负与电荷电势能的增减相对应,WAB为正(即电场力做正功)时,电荷的电势能减小,;WAB为负时,电荷的电势能增加。所以,应用时可以代人各量的符号,来判定电场力做功的正负。当然也可以用求功的大小,再由电场力与运动方向来判定功的正负。但前者可直接求比较简便。‎ ‎2、如何分析电场中电荷的平衡和运动 电荷在电场中的平衡与运动是综合电场;川力学的有关知识习·能解决的综合性问题,对加深有关概念、规律的理解,提高分析,综合问题的能力有很大的作用。这类问题的分析方法与力学的分析方法相同,解题步骤如下:‎ ‎(1)确定研究对象(某个带电体)。‎ ‎(2)分析带电体所受的外力。‎ ‎(3)根据题意分析物理过程,应注意讨论各种情况,分析题中的隐含条件,这是解题的关键。‎ ‎(4)根据物理过程,已知和所求的物理量,选择恰当的力学规律求解。‎ ‎(5)对所得结果进行讨论。‎ ‎【例题4】 如图7—3所示,如果 (氚核)和(氦核)垂直电场强度方向进入同—偏转电场,求在下述情况时,它们的横向位移大小的比。(1)以相同的初速度进入,(2)略。带电粒子在偏转电场受到电场力的作用,做类似于平抛的运动,在原速度方向作匀速运动,在横向作初速为零的匀加速运动。利用牛顿第二定律和匀加速运动公式可得 ‎(1)以相同的初速度v0进入电场, 因E、l、v0都相同,所以 ‎(2)以相同的初动能Ek0进入电场,因为E、l、mv2都相同,所以 ‎(3)以相同的初动量p0进入电场,因为E、l、mv0都相同,由 ‎(4)先经过同一加速电场加速后进入电场,在加速电场加速后,粒子的动能 ‎ (U1为加速电压)‎ 由 ‎ 因E、l、U1是相同的,y的大小与粒子质量、电量无关,所以:‎ ‎ ‎ 注意 在求横向位移y的比值时,应先求出y的表达式,由题设条件,找出y与粒子的质量m、电量q的比例关系,再列出比式求解,这是求比值的一般方法。‎ ‎3、如何分析有关平行板电容器的问题 在分析这类问题时应当注意 ‎(1)平行板电容器在直流电路中是断路,它两板间的电压与它相并联的用电器(或支路)的电压相同。‎ ‎(2)如将电容器与电源相接、开关闭合时,改变两板距离或两板正对面积时,两板电正不变,极板的带电量发生变化。如开关断开后,再改变两极距离或两板正对面积时,两极带电量不变,电压将相应改变。‎ ‎(3)平行板电容器内是匀强电场,可由求两板间的电场强度,从而进—‎ 步讨论,两极板问电荷的叫平衡和运。‎ ‎4、利用电力线和等势面的特性分析场强和电势 电力线和等势面可以形象的描述场强和电势。电荷周围所画的电力线数正比于电荷所带(2)如将空腔导体内壁接地;空腔导体内外壁各带什么电?空腔内、导体内、导体外的场强,电势有何变比?‎ ‎(3)去掉接地线,再将场电荷-Q拿走远离空腔导体后,空腔导体内、外壁各带什么 电力线越密,电场强度也越大。顺电力线电势降低,如规定无穷远电势为零,越靠近空腔导体电势越低,导体内部电势相等,空腔内越靠近负电荷Q电势越低。各处的电势均小于零。‎ ‎(2)如把空腔导体内壁接地,电子由低电势到高电势,导体上的自由电子将通过接地线进入大地,静电平衡后导体内壁仍带正电,导体外壁不带电。由于电力线数正比于场电荷,场电荷-Q未变所以空腔内的电力线分布未变,空腔内的电场强度也不变。导体内部场强仍为零。由于导体外壁不带电,导体外部无电力线,导体外部场强也变为零。(要使导体外部空间不受空腔内场电荷的影响,必须把空腔导体接地。)‎ 在静电平衡后,导体与地电势相等都等于零,导体内部空腔中电势仍为负,越靠近场电荷电势越低,各处电势都比 导体按地以前高。‎ ‎(3)如去掉接地线,再把场电荷拿走远离空腔导体时,由于静电感应,导体外表面自由电子向内表面运动.到静电平衡时,导体内表面不带电,外表面带正电,带电量为Q。‎ 这时导体内部和空腔内无电力线,场强都变为零,导体外表面场强垂直导体表面指向导体外,离导体越远,电力线越疏,场强越小。顺电力线电势减小,无穷远电势为零,越靠近导体电势越高。导体上和空腔内电势相等,各点电势均大于零。‎ 当导体接地时,导体外表面不带电,也可用电力线进行分析。如果外表面带负电,就有电力线由无穷远指向导体,导体的电势将小于零,与导体电势为零相矛盾。如果导体外表面最后带正电,则有电力线由导体外表面指向无穷远,则导体电势将大于零,也与地等电势相
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