高三复习(电场、恒定电流)复习-省靖中宋正怀

电场恒定电流复习思路

江苏省靖江高级中学 宋正怀

《电场》部分：

《电场》基本概念多、基本规律多，既是电学基础，又是电学重点内容，一方面是本章包含了近代物理学中极为重要的概念和规律，如场的概念，电荷间相互作用的库仑定律等；另一方面电场的知识易于与力学中质点的运动、运动定律联系起来，易于从能量和功的关系、动量守恒的关系去研究问题，因此近年高考或以选择的形式，考查学生对基本概念、基本规律的理解，或以计算题的形式与力学知识紧密结合组成难度较大、多方面考核学生能力。在二轮复习时仍然要以夯实基础为出发点，重视回归课本，关注一定的综合能力的提高。

复习策略：

对基本的知识和能力要求点进行梳理。因此二轮复习，复习本单元知识时要注意以下几点：

1、重视知识网络的构建和对基本概念定义的理解。

2、重视知识的实际应用。如：带电粒子在电场中的加速、以及电容器的知识在实际生产生活中的应用。

3、重视本单元知识与其他物理知识的综合。如：带电粒子在复合场中的运动。 4、掌握处理较为复杂的物理问题的方法。如：类比、等效、建立模型等思维方法。 教师在复习时可将本章问题整合为“点、线、面、体”，有利于学生建构起良好的知识网络，从而达到较好的复习效果。

1、点：点电荷

主要两个问题。 （1）点电荷系的平衡问题。（2）库仑定律的适用条件问题

例1．如图所示，A、B两个点电荷，质量分别为m1、m2，带电量分别为q1、q2。静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，且A、B恰好处于同一水平面上，则

A、若q1=q2，则θ1 = θ2 B．若q1＜q2，则θ1＞θ2 C、若m1=m2，则θ1 =θ2 D．若m1＜m2，则θ1 <θ2 本题目不仅考查了库仑定律的计算公式， 还综合了力的平衡，力的分解与合成， 并且教师在原有的基础上可做进一步拓展， 如:

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若两悬线长度相同， θ1 =300， θ2 ＝600，则m1：m2＝？ 增加问题的难度，加深对库仑定律方向性的认识，和力的平衡 的应用。

例2． 两个直径为r的金属带电球，当它们相距100r时的作用力为F。当它们相距为r时的作用力

A、F/100 B、104F C、100F D、以上答案均不对

库仑定律只适于点电荷间的互相作用．点电荷是在研究电荷之间相互作用时抽象出来的理想化的物理模型，即体积不计的带电体．当带电体的大小和带电体间的距离不可比拟以至于带电体的形状、大小对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可视为点电荷．均匀的带电球体也可视为点电荷，电荷集中在球心．

（1）电场线与电场强度的关系：

电场强度反映电场力的性质，定义式为E?F ．它具有以下特性： q物质性：电场是电荷周围客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生． 客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身决定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q无关，与检验电荷所受的电场力F无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依然是原有的值．

矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．

电场线是形象描述电场力的属性的物理模型。它们具有如下定性关系：电场线越密的地方电场强度越大，电场线上任何一点的切线方向，就是该点的场强方向。场强客观存在，电场线不存在，它是一种假象的物理模型，但能形象直观描述电场的性质。

例3．把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止开始释放，在它运动的过程中，如果不计重力，下面说法正确的是

A.点电荷运动轨迹必和电场线重合

B.点电荷的速度方向必定与所在电场线的切线方向一致 C.电荷的加速度方向必定与所在电场线的切线方向垂直 D.点电荷受电场力的方向必定与所在电场线的切线方向一致

例：一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能

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正确反映q、E、F三者关系的是

例：如图所示，水平固定的圆环均匀带正电，从盘心上方A处静止释放一质量为m的带电量为q的小球，由于电场力的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点，AC=h。又知道过竖直线上B点时小球速度最大，据此可求出哪些位置处的场强？

（2）等势面与电场线的关系

电势是描述电场能的性质，是标量．它具有：

客观性：只由电场本身决定．电场中某点的电势与检验电荷的电性和电量q无关． 相对性:理论上选取∞=0，实际应用中通常取大地电势为零．当规定无穷远处电势为零时，正电荷形成的电场中各点电势均为正值；负电荷形成的电场中各点电势均为负值．

电势和电势差的关系：把电场中电势相等的点构成的线（面）叫做等势线（面）．等势面和电场线的关系有：

a、电场线总与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面； b、电场线越密的地方等势面也越密；

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c、沿等势面移动电荷，电场力不做功；

d、电场线与等势面都是虚拟出来的形象描述电场的工具；

e、实际测量等势点较容易，所以往往通过描述等势线来确定电场线。

例4． (2004上海卷第6题)某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（ ） A．在0—x1之间不存在沿x方向的电场 B．在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场 C．在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场 D．在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场

又如：（2010江苏高考）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法正确的是

（A）O点的电势最低 （B）x2点的电势最高 （C）x1和-x1两点的电势相等 （D）x1和x3两点的电势相等

（3）依带电粒子的运动轨迹和电场线来判断有关问题 解决此类问题的关键是掌握以下几个要点： a、带电粒子轨迹的切线方向为该处的速度方向

b、带电粒子所受合力（往往仅为电场力）应指向轨迹曲线的凹侧，再依电场力与场强同向或反向，即可确定力的方向。

c、在一段运动过程中，若合力与运动方向的夹角小于90o，则合力做正功，动能增加；若合力与运动方向的夹角大于90o，则合力做负功，动能减小；若合力与运动方向的夹角等于90o，则动能不变。

例5（泰州2007高三一调）某同学在研究电子在电场中的运动

时，得到了电子由a运动到b的运动轨迹（图中实线所示），

图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，可能是等势面，则下列说法正确的是

A、如果图中虚线是电场线，则电子在a点动能较大 B、如果图中虚线是等势面，则电子在b点动能较小

C、不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强

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D、不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势

又如：全国卷.如图所示。一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则

A.M点的电势比P点的电势高

B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功 C. M、N 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动 答案AD

本题考查电场、电势、等势线、以及带电粒子在电场中的运动.由图和几何关系可知M和P两点不处在同一等势线上而且有?M??P,A对.将负电荷由O点移到P要克服电场力做功,及电场力做负功,B错.根据U?Ed,O到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度,所以有UOM?UMN,C错.从O点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将沿y轴做加速直线运动.

如：（2009年高考北京卷，16）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则

A．EP＞EQ，UP＞UQ B．EP＞EQ，UP＜UQ C．EP＜EQ，UP＞UQ D．EP＜EQ，UP＜UQ

从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的场强，因电场线的方向由P指向Q，而沿电场线的方向电势逐渐降低， P点的电势高于Q点的电势，故A项正确。

例6（2007广东高考）图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向．电场中有一个带电微粒，仅受电场力的作用，从A点运动到B点，EA 、 EB表示该带电微粒在A、B两点的动能，UA 、 UB表示A、B两点的电势，以下判断正确的是 （ ）

A．若UA＜UB．则该电荷一定是负电荷． B．若EA > EB，则UA一定大于UB． C．若EA > EB，则该电荷的运动轨迹 不可能是虚线a．

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