【物理】2020届一轮复习人教版专题七电学量的判断技巧学案

【物理】2020届一轮复习人教版专题七电学量的判断技巧学案

专题七：电学量的判断技巧 ‎1．电场强度大小、方向的判定技巧 ‎(1)电场强度大小的判定技巧 ‎①用电场线的疏密程度进行判断，电场线越密集，电场强度越大，电场线越稀疏，电场强度越小．‎ ‎②根据等差等势面的疏密判定电场强度大小，等差等势面密集处电场强度大，稀疏处电场强度小．‎ ‎(2)电场强度方向的判断技巧 ‎①某点正电荷所受电场力的方向，即该点的电场强度方向．‎ ‎②电场强度的方向与电场线的切线在同一条直线上并指向电势降低的方向．‎ ‎③电场强度的方向垂直等势面并指向电势降低的方向．‎ ‎2．电场强度大小的计算技巧 ‎(1)用定义式E＝求解 适用于任何电场．‎ ‎(2)用E＝k求解 此式适用于求真空中点电荷产生的电场．‎ ‎(3)用电场强度与电势差的关系求解 在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上的电势差，即E＝.‎ ‎(4)矢量叠加法求解 已知某点的几个分电场强度求合电场强度，或已知合电场强度求某一分电场强度，则用矢量叠加法求解．‎ 例1在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电－Q2，且Q1＝2Q2，用E1和E2分别表示两个电荷所产生的电场强度的大小，则在x轴上(　　)‎ A．E1＝E2的点只有一处；该点合电场强度为0‎ B．E1＝E2的点共有两处；一处合电场强度为0，另一处合电场强度为2E2‎ C．E1＝E2的点共有三处；其中两处合电场强度为0，另一处合电场强度为2E2‎ D．E1＝E2的点共有三处；其中一处合电场强度为0，另两处合电场强度为2E2‎ 解析　如图所示，以－Q2所在处为x轴原点，‎ 设Q1、－Q2间距离为d，x轴上坐标为x处E1＝E2，‎ 则＝，其中Q1＝2Q2，解得x＝(－1)d或x＝－(＋1)d，‎ 当x＝(－1)d时，此点位于Q1、－Q2之间．Q1、－Q2所产生的电场在该点的电场强度方向相同，合电场强度为2E2，‎ 当x＝－(＋1)d时，此点位于－Q2左方，Q1、－Q2所产生的电场在该点的电场强度方向相反，合电场强度为0.‎ 答案　B ‎3．电势高低的判定技巧 电场中某点电势的高低、正负与电场中零电势点的选取有关．电势是相对量，若取无限远处为零电势点，则正电荷形成的电场中各点电势为正，负电荷形成的电场中各点电势为负．‎ 电势高低的判定方法较多，主要有：‎ ‎(1)根据电场线方向判定，沿电场线方向电势逐渐降低．‎ ‎(2)根据电场力对电荷做功和电势能变化情况判定，正电荷在电场力作用下，由高电势向低电势移动，负电荷在电场力作用下，由低电势向高电势移动．‎ ‎(3)根据UAB＝φA－φB进行判定，φA－φB>0表示A点电势高于B点电势，φA－φB<0，表示A点电势低于B点电势．‎ 例2如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离．用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定(　　)‎ A．φa>φb>φc B．φa－φb＝φb－φc C．Ea>Eb>Ec D．Ea＝Eb＝Ec 解析　判断电场强度的大小，需看电场线的疏密，此题不具备作出判断的条件．根据沿着电场线的方向电势降低，可以判断A选项正确．虽然a、b间距离等于b、c间距离，但只有在匀强电场中，沿电场强度方向相同距离的电势差才相等，因此电势差的大小也就无法判断．‎ 答案　A ‎4．电荷在电场中电势能大小的判断技巧 ‎(1)场源电荷判断法 ‎①离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大；试探负电荷的电势能越小．‎ ‎②离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小；试探负电荷的电势能越大．‎ ‎(2)电场线法 ‎①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大．‎ ‎②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小．‎ ‎(3)做功判断法 电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方．‎ 注意：‎ ‎(1)电荷有正有负，电势能和电势的关系Ea＝qφa，电场力做正功电势能降低，电势不一定降低；电场力做负功电势能升高，电势不一定升高．要作具体判断．‎ ‎(2)电势能是相对量，与选取的零电势点位置有关．‎ 例3如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力的作用下，做以Q为焦点的椭圆运动．M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点．电子在由M经P到达N点的过程中(　　)‎ A．速率先增大后减小 ‎ B．速率先减小后增大 C．电势能先减小后增大 ‎ D．电势能先增大后减小 ‎ 解析　根据轨迹可知：电子从M到P电场力做正功，动能增大，电势能减小；电子从P到N电场力做负功，动能减小，电势能增大．‎ 答案　AC ‎5．根据电场线(或等势面)中粒子的轨迹判断运动情况 ‎(1)判断速度方向：带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向．‎ ‎(2)判断电场力(或场强)的方向：带电粒子所受电场力方向(仅受电场力作用)指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向．‎ ‎(3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加．‎ 例4 一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有(　　)‎ A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度先不变，后变小 C．粒子的速度不断增大 D．粒子的电势能先减小，后增大 解析　‎ 根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面的特点，可大致画出运动轨迹上某些点的电场线，‎ 如图所示．粒子在电场力作用下的运动轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点可知电场力应指向轨迹内侧，与场强方向相反，即粒子同电荷，A正确．‎ 等势面先是平行等间距，后变得稀疏，说明此空间的电场先是匀强电场，后场强变小，即电场力先不变，后变小，B正确．‎ 电场力F与粒子的速度v的夹角始终为钝角，应做负功，粒子速度不断减小，由功能关系可知，粒子的电势能始终增加，C、D错误．‎ 答案　AB