2022屆全國新高考物理沖刺復(fù)習(xí)靜電場

2022屆全國新高考物理沖刺復(fù)習(xí)

靜電場

第一節(jié)電場力的性質(zhì)

電

場

力

的

性

質(zhì)

1.電場線：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，

曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向.

電場線2.電場線的特點

(1)電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)處.

(2)電場線不相交.

(3)在同一電場里，電場線越密的地方場強越大.

(4)沿電場線方向電勢降低.

(5)電場線和等勢面在相交處互相垂直.

【重要考點歸納】

考點一對庫侖定律的理解和應(yīng)用

1.對庫侖定律的理解

(1)尸=畔，，指兩點電荷間的距離.對可視為點電荷的兩個均勻帶電球，，?為兩球心間距.

(2)當(dāng)兩個電荷間的距離時，電荷不能視為點電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無限大.

2.電荷的分配規(guī)律

(1)兩個帶同種電荷的相同金屬球接觸，則其電荷量平分.

(2)兩個帶異種電荷的相同金屬球接觸，則其電荷量先中和再平分.

考點二電場線與帶電粒子的運動軌跡分析

1.電荷運動的軌跡與電場線一般不重合.若電荷只受電場力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者

重合：

(1)電場線是直線.

(2)電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場線方向平行.

2.由粒子運動軌跡判斷粒子運動情況：

(1)粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場線相切.

(2)由電場線的疏密判斷加速度大小.

(3)由電場力做功的正負(fù)判斷粒子動能的變化.

3.求解這類問題的方法：

(1)“運動與力兩線法”——畫出“速度線''(運動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切

線方向)，從二者的夾角情況來分析曲線運動的情景.

(2)“三不知時要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、場強的方向(或等勢面電勢的高低)、電荷運動的方向，是題意中

相互制約的三個方面.若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知(三不知)，則要

用“假設(shè)法”分別討論各種情況.

考點三靜電力作用下的平衡問題

1.解決這類問題與解決力學(xué)中的平衡問題的方法步驟相同，只不過是多了靜電力而已.

2.(1)解決靜電力作用下的平衡問題，首先應(yīng)確定研究對象，如果有幾個物體相互作用時，要依據(jù)題意,

適當(dāng)選取“整體法''或"隔離法

(2)電荷在勻強電場中所受電場力與位置無關(guān)；庫侖力大小隨距離變化而變化.

考點四帶電體的力電綜合問題

解決該類問題的一般思路

(確定研究對象)~一個帶電體或幾個帶電體構(gòu)成的系統(tǒng))

〔

受

力電場力(F=qE或F，=k

分

析重力是否忽略，據(jù)題意：基

〕本粒子一般忽略，帶電體一

(兩大分析)-(般不能忽略

運

動

分T運動情況反映受力情況)

析

毒糠端T平衡條件、牛頓第二定律、動海甥

【思想方法與技巧】

用對稱法處理場強疊加問題

對稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中，應(yīng)用對稱性不僅能幫助我們認(rèn)識和探索某些基本規(guī)

律，而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問題.利用對稱法分析解決物理問題，可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)

演算和推導(dǎo)，直接抓住問題的特點，出奇制勝,快速簡便地求解問題.

第二節(jié)電場能的性質(zhì)

【重要考點歸納】

考點一電勢高低及電勢能大小的比較

1.比較電勢高低的方法

(1)根據(jù)電場線方向：沿電場線方向電勢越來越低.

(2)根據(jù)UAB=<PA-(PB：若UAB>0>則(PA>(PB<若UAB<0,則<PA<(PB.

(3)根據(jù)場源電荷：取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則正電荷周圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢為負(fù)值；靠近正

電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低.

2.電勢能大小的比較方法

(1)做功判斷法

電場力做正功，電勢能減?。弘妶隽ψ鲐?fù)功，電勢能增加(與其他力做功無關(guān)).

(2)電荷電勢法

正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大.

考點二等勢面與粒子運動軌跡的分析

1.幾種常見的典型電場的等勢面比較

電場等勢面(實線)圖樣重要描述

tl場?匕聲勢面

勻強電場1II垂直于電場線的一簇平面

ft，等勢面

點電荷的

i1以點電荷為球心的一簇球面

電場號

等量異種

點電荷的潘1:連線的中垂線上的電勢為零

電場i??1

等量同種

連線上，中點電勢最低，而在中垂線

正點電荷

凝上，中點電勢最高

的電場

2.帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法

(1)從軌跡的彎曲方向判斷受力方向(軌跡向合外力方向彎曲)，從而分析電場方向或電荷的正負(fù)；

(2)結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負(fù)，從而確定電勢能、電勢和電勢差的

變化等；

(3)根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況.

考點三公式U=Ed的拓展應(yīng)用

1.在勻強電場中即在沿電場線方向上，U8d.推論如下：

(1)如圖甲，C點為線段A8的中點，則有”=色?.

(2)如圖乙，AB//CD,且A8=C￡>,則

A

2.在非勻強電場中U=Ed雖不能直接應(yīng)用，但可以用作定性判斷.

考點四電場中的功能關(guān)系

1.求電場力做功的幾種方法

(1)由公式W=F/cosa計算，此公式只適用于勻強電場，可變形為W=%/cosa.

(2)由取B=計算，此公式適用于任何電場.

(3)由電勢能的變化計算：WAB=EpA-EpB.

(4)由動能定理計算：W也場力+W凡他力=△&.

注意：電荷沿等勢面移動電場力不做功.

2.電場中的功能關(guān)系

(1)若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變.

(2)若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變.

(3)除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機械能的變化.

(4)所有外力對物體所做的功等于物體動能的變化.

3.在解決電場中的能量問題時常用到的基本規(guī)律有動能定理、能量守恒定律和功能關(guān)系.

(1)應(yīng)用動能定理解決問題需研究合外力的功(或總功).

(2)應(yīng)用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化.

(3)應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應(yīng)關(guān)系.

(4)有電場力做功的過程機械能不守恒，但機械能與電勢能的總和可以守恒.

【思想方法與技巧】

E-x和夕一x圖象的處理方法

1.E-x圖象

(1)反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律.

(2)E>0表示場強沿x軸正方向；￡<0表示場強沿x軸負(fù)方向.

(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小，兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判

定.

2.夕一x圖象

(1)描述了電勢隨位移變化的規(guī)律.

(2)根據(jù)電勢的高低可以判斷電場強度的方向是沿x軸正方向還是負(fù)方向.

(3)斜率的大小表示場強的大小，斜率為零處場強為零.

3.看懂圖象是解題的前提，解答此題的關(guān)鍵是明確圖象的斜率、面積的物理意義.

第三節(jié)電容器與電容帶電粒子在電場中的運動

【基本概念、規(guī)律】

一、電容器、電容

1.電容器

(1)組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成.

(2)帶電量：一個極板所帶電量的絕對值.

(3)電容器的充、放電

充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能.

放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.

2.電容

(1)定義式：C=g

(2)單位:法拉(F)，1F=106jxF=1012pF.

3.平行板電容器

(1)影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩極板間距離成

反比.

(2)決定式：C=盥，％為靜電力常量.

特別提醒：c=另適用于任何電容器，但僅適用于平行板電容器.

二、帶電粒子在電場中的運動

1.加速問題

(1)在勻強電場中：W—qEd—qU—^m^—^mvo；

(2)在非勻強電場中：W=qU=-jmv!—^mv^.

2.偏轉(zhuǎn)問題

(1)條件分析：不計重力的帶電粒子以速度vo垂直于電場線方向飛入勻強電場.

(2)運動性質(zhì)：勻變速曲線運動.

(3)處理方法：利用運動的合成與分解.

①沿初速度方向：做勻速運動.

②沿電場方向：做初速度為零的勻加速運動.

特別提示：帶電粒子在電場中的重力問題

(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并

不忽略質(zhì)量).

(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.

【重要考點歸納】

考點一平行板電容器的動態(tài)分析

運用電容的定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路

1.確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變.

(1)保持兩極板與電源相連，則電容器兩極板間電壓不變.

(2)充電后斷開電源，則電容器所帶的電荷量不變.

2.用決定式。=篇分析平行板電容器電容的變化.

3.用定義式C=§分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化.

4.用￡=%分析電容器兩極板間電場強度的變化.

5.在分析平行板電容器的動態(tài)變化問題時，必須抓住兩個關(guān)鍵點：

(1)確定不變量：首先要明確動態(tài)變化過程中的哪些量不變，一般情況下是保持電量不變或板間電壓不

變.

(2)恰當(dāng)選擇公式：要靈活選取電容的兩個公式分析電容的變化，還要應(yīng)用￡=號，分析板間電場強度的

變化情況.

考點二帶電粒子在電場中的直線運動

1.運動類型

(1)帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動.

(2)帶電粒子在不同的勻強電場或交變電場中做勻加速、勻減速的往返運動.

2.分析思路

(1)根據(jù)帶電粒子受到的電場力，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的運動情

況.

(2)根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功等于帶電粒子動能的變化求解.此方法既適用于勻強電場，也適用

于非勻強電場.

(3)對帶電粒子的往返運動，可采取分段處理.

考點三帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

1.基本規(guī)律

設(shè)粒子帶電荷量為，/,質(zhì)量為，"，兩平行金屬板間的電壓為U,板長為/,板間距離為或忽略重力影響)，

則有

⑴加速度：a=7%=啥

(2)在電場中的運動時間：f=5.

'vxt=v()t=l

(3)位移八，，

2^=y

1,qUP

產(chǎn)律戶=惠布

⑷速度I…qUt

Vymd'

y=\/餌+*，lan、=匕="%

v?vxmvnd

2.兩個結(jié)論

(1)不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的.

證明：由qlh=&n范及tan。=怒^得tan。=端才

(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長線的交點。為粒