| 考点 | 辽宁常见考法 | 热度 | 标签 |
|---|---|---|---|
| 电场力做功与电势能 | W_AB=EₚA−EₚB=−ΔEₚ;与路径无关 | ★★★★ | 必考重点 |
| 电势φ、等势面 | φ=Eₚ/q;沿电场线电势降低;等势面 | ★★★★★ | 必考重点 |
| 电势差U_AB | U_AB=φ_A−φ_B=W_AB/q | ★★★★★ | 必考重点 |
| 匀强电场U=Ed | 电势差与场强关系;非匀强场定性 | ★★★★ | 模型难点 |
| 带电粒子加速/偏转 | qU=½mv²;类平抛偏转 | ★★★★★ | 模型难点 |
| 电容器与电容 | C=Q/U;平行板C=εS/(4πkd);两类问题 | ★★★★ | 模型难点 |
电子经加速电压获得高速,再经偏转电场上下偏移打在荧光屏上成像。如何计算电子的速度和偏转量?
→ 加速+偏转模型
地图等高线上各点高度相同;电场中是否也有"电势等高线"?沿电场线走电势如何变化?
→ 等势面
闪光灯瞬间放出强光,能量由预先充电的电容器提供。电容器储电能多少由什么决定?
→ 电容、电场能
带电尘粒在电场中被加速吸向集尘极,电场力做功使尘粒动能增加。
→ qU=½mv²
①沿电场线方向φ降低;②电场线密处E大;③正电荷Eₚ=qφ随φ增大而增大,负电荷相反;④电场力做正功→Eₖ增大、Eₚ减小(由静止释放时,正电荷向低电势运动,负电荷向高电势运动);⑤只在电场力作用下且由静止释放,电荷总向电势能减小的方向运动(有初速度时不一定,可能先向电势能增大的方向减速运动)。这些是多选题高频组合判断。
带电粒子(质量m、电荷量q)经电压U加速,由动能定理:
粒子以初速度v₀垂直场强方向进入板长l、板间距d、板间电压U的匀强电场:
| 方向 | 运动性质 | 规律 |
|---|---|---|
| 垂直电场方向(x) | 匀速直线 | l=v₀t |
| 沿电场方向(y) | 初速为零匀加速 | a=qE/m=qU/(md);y=½at² |
| 类型 | 充电后断开电源 | 始终与电源相连 |
|---|---|---|
| 不变量 | Q不变 | U不变 |
| 改变d时 | C∝1/d变;U=Q/C变;E=U/d=4πkQ/(εS),E与d无关 | C变;Q=CU变;E=U/d,d增大E减小 |
电容器充电后储存电场能,电压越高、电容越大储能越多(E=½CU²,高中作了解)。闪光灯、超级电容公交车、电容式触摸屏均为应用。
电场强度为零的地方,电势也一定为零;电势为零处场强一定为零。
场强与电势没有直接对应:等量同种电荷连线中点E=0但φ≠0(取无穷远为零,中点电势为两电荷电势之和);取零势点处φ=0但E不一定为零。E描述电势变化快慢(E大处电势变化快),类似"坡度"与"高度"。
正电荷一定从高电势向低电势运动,负电荷也一样。
静止释放的正电荷向低电势运动(电势能减小);负电荷在电场力作用下向高电势运动(因Eₚ=qφ,q负,φ越大Eₚ越小)。粒子实际运动还与初速度有关。
电容器电容随带电量Q增大而增大,不带电时C=0。
C=Q/U是定义式,电容由自身结构(ε、S、d)决定,与是否带电、Q和U大小无关。不带电时C依然存在,类比容器容积与是否装水无关。
断开电源后增大极板间距,板间场强减小。
断电源后Q不变,E=4πkQ/(εS)与d无关,增大d场强不变(但电压U升高)。只有始终接电源(U不变)时E=U/d才随d增大而减小。
带电粒子在电场中运动都要考虑重力。
微观粒子(电子、质子、α粒子)重力远小于电场力,忽略重力;宏观带电体(油滴、尘埃、小球)重力通常不能忽略,审题看"粒子/微粒""不计重力"等字眼。
U=Ed中d是两点间的直线距离。
d是两点沿电场方向(电场线方向)的投影距离。若两点连线与电场线夹角α,d=l cosα。
电场力做功(与路径无关)→ 电势能Eₚ → 电势φ=Eₚ/q → 电势差U=φ₁−φ₂=W/q → 匀强场U=Ed → 带电粒子加速qU=½mv²、偏转类平抛 → 电容器C=Q/U
本章实现电场+力学大综合:粒子加速偏转用动能定理+类平抛;带电油滴平衡/运动用qE与mg;平行板动态分析结合E、U、φ变化判断。辽宁高考常把粒子偏转与动量、能量结合出现在压轴选择或计算题,复习时务必打通"受力分析→运动分解→功能关系"链条。
| 概念A | 概念B | 关键区别 |
|---|---|---|
| 电势φ(标量,相对) | 场强E(矢量) | φ高低与E大小无必然联系 |
| 电势能Eₚ=qφ | 电势φ=Eₚ/q | Eₚ与q有关;φ与q无关 |
| 电势差U_AB | 电势φ | U是两点差值(与零势点选取无关),φ相对零势点 |
| 断电源Q不变 | 接电源U不变 | 两类电容器问题出发点不同 |
| 粒子(忽略重力) | 微粒/油滴(计重力) | 审题关键词决定是否计mg |
电容器与灵敏电流计、电源、电阻串联:接通电源瞬间电流计指针偏转后回零(充电,电荷积累,电流由大变小至零);断开电源后经电阻形成回路,指针反向偏转后回零(放电)。充放电过程电流都是瞬时、逐渐衰减的。
控制变量法:保持Q不变(充电后断开),用静电计测极板间电势差U:①增大板间距d→U增大→C减小;②减小正对面积S→U增大→C减小;③插入电介质→U减小→C增大。验证C=εS/(4πkd)。
(多选)某电场的电场线分布如图(文字描述:电场线从左向右且右侧更密),将一负点电荷由a点(左)移到b点(右),下列判断正确的是( )
答案:AC
匀强电场场强E=100N/C,沿电场线方向有A、B、C三点,AB=4cm,BC=6cm,A到C电势逐渐降低。一个q=−2×10⁻⁸C的电荷从A移到B再移到C。求:(1)U_AB、U_CA;(2)电荷从A移到C过程电场力做功W_AC。
答案:(1)U_AB=4V,U_CA=−10V;(2)W_AC=−2×10⁻⁷J(电场力做负功)
电子(质量m、电荷量绝对值e)先经加速电压U₁由静止加速,再垂直射入板长l、板间距d、板间电压U₂的匀强偏转电场。求电子射出偏转电场时:(1)进入偏转电场的速度v₀;(2)沿电场方向的偏转位移y;(3)偏转角正切tanθ。
答案:(1)v₀=√(2eU₁/m);(2)y=U₂l²/(4dU₁);(3)tanθ=U₂l/(2dU₁)
(多选)一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。若保持两极板正对面积不变,将两极板间距d缓慢增大,则( )
答案:AC