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2022-2023年高考物理一轮复习 电场综合专题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 电场综合专题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共25页。PPT课件主要包含了分类讲解，知识小结等内容，欢迎下载使用。
题型一、场强矢量性叠加的多种考法
题型二、带点粒子在电场中运动的轨迹问题
题型三、利用等势面的特点处理相关问题
题型四、粒子在电场中运动的图像类问题
题型六、带点粒子在电场的运动
例2.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( )
1．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和．(2)运算法则：平行四边形定则或三角形定则．2．特殊求解方法(1)补偿法：将有“缺陷”的模型当成完整的来计算，然后减去“缺陷”部分产生的结果．(2)微元法：将研究对象分解为很多“微元”,然后将每个“微元”相关的物理量累加求和．求解均匀带电圆环、带电平面、带电直杆等用到微元法(3)对称法：是利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法．
例3.（2018天津）如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是（ ）
带电粒子在电场中的轨迹问题：涉及问题主要有粒子的：速度、加速度、场强、电势、电势能、动能等物理量的定性判断或定量计算一般思维流程：电场线与轨迹交点 画出电场力及速度方向 判断力与速度夹角 功的正负 判断动能的增减 判断电势能的增减电场线或等势面的疏密 场强的变化 加速度的变化正电荷运动中电势能的增减与电势的增减一致；负电荷相反越靠近场源正电荷电势越高；越靠近场源负电荷电势越低；仅受电场力：动能+电势能=定值
例5．(多选)(2017·全国3)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是( )A．电场强度的大小为2.5 V/cmB．坐标原点处的电势为1 VC．电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV
【解析】如图所示，由匀强电场中两平行线距离相等的两点间电势差相等知，Oa间电势差与bc间电势差相等，故O点电势为1 V，选项B正确；则在x轴上，每0.5 cm长度对应电势差为1 V,10 V对应的等势线与x轴交点e坐标为(4.5,0)，在△aOe中，Oe∶Oa＝4.5∶6＝3∶4，由几何知识得：Od长度为3.6 cm， 代入公式 ，E＝2.5 V/cm，选项A正确，电子带负电，电势越高，电势能越小，电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，选项C错误，电子从b点运动到c点，电场力做功W＝eU＝9eV，选项D正确。【答案】： ABD
等势面的问题主要有两类：匀强电场：已知三点电势求第四点电势，场强的大小及方向问题 1.匀强电场沿任何方向电势都是均匀变化的 3.在电势最大与最小两点连线上找到电势与中等电势相等的点，两者连线即为等势面点电荷电场：等势面在纸面上是一系列的同心圆，利用弦的中垂线过圆心找到点电荷
例8.(2014·上海物理·19)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )A．在x2和x4处电势能相等B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
【解析】： x2～x4场强沿x轴负方向，则从x2到x4处正点电荷逆着电场线方向移动，电场力做负功，电势能增加，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；同理分析可得，B正确；由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故C正确，D错误。【答案】： BC
图像的问题：1. 图像：速度的增减 动能的增减 功的正负 电势能的变化 电势的变化 斜率的变化 加速度变化 场强的变化 2. 图像：面积表示电势差 3. 图像： 斜率表示场强 电势正无穷大处为场源正电荷处；电势负无穷大处为场源负电荷处；
例11.（2018北京）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
带电粒子在匀强电场中运动的问题：直线运动：牛顿第二定律+运动学公式；动能定理曲线运动： 类平抛或类斜抛：运动的分解处理 分解位移 分解速度 化曲为直 圆周运动：等效重力法 等效重力加速度 等效最高点
题型一、场强矢量性叠加的多种考法
题型二、带点粒子在电场中运动的轨迹问题
题型三、利用等势面的特点处理相关问题
题型四、粒子在电场中运动的图像类问题
题型六、带点粒子在电场的运动
例2.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( )
1．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和．(2)运算法则：平行四边形定则或三角形定则．2．特殊求解方法(1)补偿法：将有“缺陷”的模型当成完整的来计算，然后减去“缺陷”部分产生的结果．(2)微元法：将研究对象分解为很多“微元”,然后将每个“微元”相关的物理量累加求和．求解均匀带电圆环、带电平面、带电直杆等用到微元法(3)对称法：是利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法．
例3.（2018天津）如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是（ ）
带电粒子在电场中的轨迹问题：涉及问题主要有粒子的：速度、加速度、场强、电势、电势能、动能等物理量的定性判断或定量计算一般思维流程：电场线与轨迹交点 画出电场力及速度方向 判断力与速度夹角 功的正负 判断动能的增减 判断电势能的增减电场线或等势面的疏密 场强的变化 加速度的变化正电荷运动中电势能的增减与电势的增减一致；负电荷相反越靠近场源正电荷电势越高；越靠近场源负电荷电势越低；仅受电场力：动能+电势能=定值
例5．(多选)(2017·全国3)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是( )A．电场强度的大小为2.5 V/cmB．坐标原点处的电势为1 VC．电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV
【解析】如图所示，由匀强电场中两平行线距离相等的两点间电势差相等知，Oa间电势差与bc间电势差相等，故O点电势为1 V，选项B正确；则在x轴上，每0.5 cm长度对应电势差为1 V,10 V对应的等势线与x轴交点e坐标为(4.5,0)，在△aOe中，Oe∶Oa＝4.5∶6＝3∶4，由几何知识得：Od长度为3.6 cm， 代入公式 ，E＝2.5 V/cm，选项A正确，电子带负电，电势越高，电势能越小，电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，选项C错误，电子从b点运动到c点，电场力做功W＝eU＝9eV，选项D正确。【答案】： ABD
等势面的问题主要有两类：匀强电场：已知三点电势求第四点电势，场强的大小及方向问题 1.匀强电场沿任何方向电势都是均匀变化的 3.在电势最大与最小两点连线上找到电势与中等电势相等的点，两者连线即为等势面点电荷电场：等势面在纸面上是一系列的同心圆，利用弦的中垂线过圆心找到点电荷
例8.(2014·上海物理·19)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )A．在x2和x4处电势能相等B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
【解析】： x2～x4场强沿x轴负方向，则从x2到x4处正点电荷逆着电场线方向移动，电场力做负功，电势能增加，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；同理分析可得，B正确；由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故C正确，D错误。【答案】： BC
图像的问题：1. 图像：速度的增减 动能的增减 功的正负 电势能的变化 电势的变化 斜率的变化 加速度变化 场强的变化 2. 图像：面积表示电势差 3. 图像： 斜率表示场强 电势正无穷大处为场源正电荷处；电势负无穷大处为场源负电荷处；
例11.（2018北京）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
带电粒子在匀强电场中运动的问题：直线运动：牛顿第二定律+运动学公式；动能定理曲线运动： 类平抛或类斜抛：运动的分解处理 分解位移 分解速度 化曲为直 圆周运动：等效重力法 等效重力加速度 等效最高点
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