2020高考物理 考前冲刺Ⅱ专题15 电场解题方法和技巧

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