专题07 静电场
考点分类:考点分类见下表
考点内容
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考点分析与常见题型
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巧解场强的四种方法
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选择题
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电场常考的图象问题
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选择题
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电容器在现代科技生活中的应用
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选择题
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用等效法处理带电粒子在电场、重力场中的运动
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选择题、计算题
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考点一 巧解场强的四种方法
场强有三个公式:E=、E=k、E=,在一般情况下可由上述公式计算场强,但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的场强时,上述公式无法直接应用.这时,如果转换思维角度,灵活运用补偿法、微元法、对称法、极限法等巧妙方法,可以化难为易.
考点二 电场常考的图象问题
(一)vt图象
根据vt图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.
(二)φx图象
(1)电场强度的大小等于φx图线的斜率大小,电场强度为零处,φx图线存在极值,其切线的斜率为零.
(2)在φx图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.
(3)在φx图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断.
(三)Ex图象
(1)在给定了电场的Ex图象后,可以由图线确定电场强度的变化情况、电势的变化情况,Ex图线与x轴所围图形“面积”表示电势差.在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况.
(2)可以由Ex图象假设某一种符合Ex图线的电场,利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题.
◆典例三:对称法
利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,可以使复杂电场的叠加计算大为简化.
下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是( )
【答案】B
◆典例四:等效法
在保证效果相同的条件下,将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景.
(2018·济南模拟)MN为足够大的不带电的金属板,在其右侧距离为d的位置放一个电荷量为+q的点电荷O,金属板右侧空间的电场分布如图甲所示,P是金属板表面上与点电荷O距离为r的一点.几位同学想求出P点的电场强度大小,但发现问题很难,经过研究,他们发现图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中是两等量异号点电荷的电场线分布,其电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别对甲图P点的电场强度方向和大小做出以下判断,其中正确的是( )
A.方向沿P点和点电荷的连线向左,大小为
B.方向沿P点和点电荷的连线向左,大小为
C.方向垂直于金属板向左,大小为
D.方向垂直于金属板向左,大小为
【答案】C