专题:电场考点例析
12页1、第 1 页 共 13 页电场考点例析电场是电学的基础知识,是承前启后的一章!通过这一章的学习要系统地把力学复习一遍,同时又要掌握新的概念和规律。这一章为历年高考的重点之一,特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿定律、功能关系等力学知识有机地结合起来,从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和孰练程度。在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线” ,实现知识的系统化,找出它们的有机联系,做到融会贯通,在高考得到本章相应试题的分数是不困难的。一、夯实基础知识1、深刻理解库仑定律和电荷守恒定律。(1)库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。即:其中 k 为静电力常量, k=9.010 9 Nm2/c221rqkF成立条件:真空中(空气中也近似成立) ,点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。 (这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近, r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心间距代替 r) 。(2)电荷
2、守恒定律:系统与外界无电荷交换时,系统的电荷代数和守恒。2、深刻理解电场的力性质。电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。电场强度 E 是描述电场的力的性质的物理量。定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。 这是电场强度的定义式,适用于任何电场。其中的 q 为qFE试探电荷(以前称为检验电荷) ,是电荷量很小的点电荷(可正可负) 。电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。点电荷周围的场强公式是: ,其中 Q 是产生该电场的电荷,叫场源电荷。2rk匀强电场的场强公式是: ,其中 d 是沿电场线方向上的距离。UE3、深刻理解电场的能性质。(1)电势:是描述电场能的性质的物理量。电势定义为= ,是一个没有方向意义的物理量,电势有高低之分,按规定:正 1 q第 2 页 共 13 页电荷在电场中某点具有的电势能越大,该点电势越高 。电势的值与零电势的选取有关,通常取离电场无穷远处电势为零;实际应用中常 2取大地电势为零。当存在几个“场源”时,某处合电场的电势为各“场源” 在此处电场的电势的代数和 。 3电势差
3、,A、B间电势差U AB= A- B;B、A间电势差U BA= B- A,显然U AB=-UBA,电势 4差的值与零电势的选取无关。(2)电势能:电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能,它具有相对性,即电势能的零点选取具有任意性;系统性,即电势能是电荷与电场所共有。电势能可用E=q计算。 1由于电荷有正、负、电势也有正、负(分别表示高于和低于零电势),故用E=q计 2算电势能时,需带符号运算。(3)电场线的特点:始于正电荷(或无穷远),终于负电荷(或无穷远); 1不相交,不闭合; 2不能穿过处于静电平衡状态的导体。 3(4)电场线、场强、电势、等势面的相互关系。电场线与场强的关系;电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每一点的切线方 1向 表示该点的场强方向。电场线与电势的关系:沿着电场线方向,电势越来越低; 2电场线与等势面的关系:电场线越密的地方等差等势面也越密,电场线与通过该 3处的 等势面垂直;场强与电势无直接关系:场强大(或小)的地方电势不一定大(或小),零电势可由人 4为选取,而场强是否为零则由电场本身决定;场强与等势面的关系:场强方向与通过该处的等势面垂直且由高电势
4、指向低电势, 5等差等势面越密的地方表示场强越大。4.掌握电场力做功计算方法(1)电场力做功与电荷电势能的变化的关系。电场力对电荷做正功时,电荷电势能减少;电场力对电荷做负功时,电荷电势能增加,电 势能增加或减少的数值等于电场力做功的数值。(2)电场力做功的特点电荷在电场中任意两点间移动时,它的电势能的变化量是确定的,因而移动电荷做功的值 也是确定的,所以,电场力移动电荷所做的功,与移动的路径无关,仅与始末位置的电势差 有关,这与重力做功十分相似。(3)计算方法由功的定义式W=Fs来计算,但在中学阶段,限于数学基础,要求式中F为恒力才 1行,所以,这个方法有局限性,仅在匀强电场中使用。用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值 ”来计算,即 W=- ,已知电荷电 2 电E第 3 页 共 13 页势能的值时求电场力的功比较方便。用 W=qUAB来计算,此时,一般又有两个方案:一是严格带符号运算,q 和 UAB均考 3虚正和负,所得 W 的正、负直接表明电场力做功的正、负;二是只取绝对值进行计算 ,所得 W 只是功的数值,至于做正功还是负功?可用力学知识判定。二、解析典型问题问题 1:会解
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