高考物理高三物理电场恒定电流.pptVIP

电场 本章主要考查库仑定律 电场及其性质 电场中的导体 带电粒子在电场中的运动 平行板电容器 由于有关电场的实际现象学生没有直接经验 再加上实验很难在学生的头脑中形成明确的图景 有关电场的知识比较抽象 所以这部分内容很多同学觉得学得不踏实 应用概念和规律解决问题不熟练 不肯定 会出现题意分析不清 知识运用不当等各种各样的错误 更多资源 例1如图所示 两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b 其壳层的厚度和质量分布均匀 将它们固定于绝缘支座上 两球心间的距离为l 为球半径的3倍 若使它们带上等量异种电荷 使其电量的绝对值均为Q 那么 a b两球之间的万有引力F引库仑力F库分别为 错解 1 因为a b两带电球壳质量分布均匀 可将它们看作质量集中在球心的质点 也可看作点电荷 因此 万有引力定律和库仑定律对它们都适用 故其正确答案应选A 2 依题意 a b两球中心间的距离只有球半径的3倍 它们不能看作质点 也不能看作点电荷 因此 既不能用万有引力定律计算它们之间的万有引力 也不能用库仑定律计算它们之间的静电力 故其正确答案应选B 错解原因 由于一些同学对万有引力定律和库仑定律的适用条件理解不深刻 产生了上述两种典型错解 因库仑定律只适用于可看作点电荷的带电体 而本题中由于a b两球所带异种电荷的相互吸引 使它们各自的电荷分布不均匀 即相互靠近的一侧电荷分布比较密集 又因两球心间的距离l只有其半径r的3倍 不满足l r的要求 故不能将两带电球壳看成点电荷 所以不能应用库仑定律 万有引力定律适用于两个可看成质点的物体 虽然两球心间的距离l只有其半径r的3倍 但由于其壳层的厚度和质量分布均匀 两球壳可看作质量集中于球心的质点 因此 可以应用万有引力定律 综上所述 对于a b两带电球壳的整体来说 满足万有引力的适用条件 不满足库仑定律的适用条件 故只有选项D正确 例2如图所示 实线是一个电场中的电场线 虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹 若电荷是从a处运动到b处 以下判断正确的是 A 电荷从a到b加速度减小B b处电势能大C b处电势高D 电荷在b处速度小 错解 由图可知 由a b 速度变小 所以 加速度变小 选A 因为检验电荷带负电 所以电荷运动方向为电势升高方向 所以b处电势高于a点 选C 错解原因 选A的同学属于加速度与速度的关系不清 选C的同学属于功能关系不清 分析解答 由图可知b处的电场线比a处的电场线密 说明b处的场强大于a处的场强 根据牛顿第二定律 检验电荷在b处的加速度大于在a处的加速度 A选项错 由图8 1可知 电荷做曲线运动 必受到不等于零的合外力 即Fe 0 且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向 因为检验电荷带负电 所以电场线指向是从疏到密 再利用 电场线方向为电势降低最快的方向 判断a b处电势高低关系是Ua Ub C选项不正确 根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90 可知电场力对检验电荷做负功 功是能量变化的量度 可判断由a b电势能增加 B选项正确 又因电场力做功与路径无关 系统的能量守恒 电势能增加则动能减小 即速度减小 D选项正确 例3将一电量为q 2 106C的点电荷从无限远处移至电场中某点 电场力做功4 10 5J 求A点的电势 错解 错解原因 一是可能混淆了电势与电势差两个概念间的区别 在电场力的功的计算式W qU中 U系指电场中两点间的电势差而不是某点电势 二是不清楚如何处理各量的正负号 分析解答 建议W q U三者都取绝对值运算 各量正负所表示的物理意义另做判断 解 设A与无限远处的电势差为U 由W qU 因为电场力对正电荷做正功 必由高电势移向低电势 而无限远处的电势为0 所以UA 20V 例4 2005年 上海 如图 带电量为 q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d 点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心 若图中a点处的电场强度为零 根据对称性 带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为 方向 静电力恒量为k 答案 水平向左 或垂直薄板向左 例5 如图所示 质量为m 带电量为q的粒子 以初速度v0 从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中 粒子通过电场中B点时 速率vB 2v0 方向与电场的方向一致 则A B两点的电势差为 错解 带电粒子在电场中运动 一般不考虑带电粒子的重力 根据动能定理 电场力所做的功等于带电粒子动能的增量 电势差等于动能增量与电量Q的比值 应选D 错解原因 带电粒子在电场中运动 一般不考虑带电粒子的重力 则粒子在竖直方向将保持有速度v0 粒子通过B点时不可能有与电场方向一致的2v0 根据粒子有沿场强方向的速度2v0 则必是重力作用使竖直向上的速度变为零 如一定不考虑粒子重力 这只有在电场无限大 带电粒子受电场力的作用 在电场方向上的速度相比可忽略不计的极限状态 且速度沿电场方向才能成立 而本题中v0与vB相比不能忽略不计 因此本题应考虑带电粒子的重力 分析解答 在竖直方向做匀减速直线运动2gh v02 根据动能定理 恒定电流 本章主要考查电路的计算 电路的分析和电路的设计 由于电路的知识初中学过一些 也形成了一定的解题套路 常犯的错误有 不对电路进行分析就照搬旧的解题套路乱套公式 逻辑推理时没有逐步展开 企图走 捷径 造成思维 短路 对含有电容器的问题忽略了动态变化过程的分析等 例1如图所示电路 已知电源电动势 6 3V 内电阻r 0 5 固定电阻R1 2 R2 3 R3是阻值为5 的滑动变阻器 按下电键K 调节滑动变阻器的触点 求通过电源的电流范围 错解 将滑动触头滑至左端 R3与R1串联再与R2并联 外电阻 再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联 外电阻 错解原因 由于平时实验 常常用滑动变阻器作限流用 滑动变阻器与用电器串联 当滑动头移到两头时 通过用电器的电流将最大或最小 以至给人以一种思维定势 不分具体电路 只要电路中有滑动变阻器 滑动头在它的两头 通过的电流是最大或最小 分析解答 将电路化简成下图 外电路的结构是R 与R2串联 R3 R 与R1串联 然后这两串电阻并联 要使通过电路中电流最大 外电阻应当最小 要使通过电源的电流最小 外电阻应当最大 设R3中与R2串联的那部分电阻为R 外电阻R为 R1 因为 两数和为定值 两数相等时其积最大 两数差值越大其积越小 所以可以求得电阻最大为2 5 最小为1 6 进而求得通过电源的电流范围是2 1A到3A 例2 在图示的电路中 电源的内阻不能忽略 电阻R1 10欧 电阻R2 12欧 当电键K拔向a时 伏特表的示数为4 0伏 电键K拔向b时 伏特表的示数可能是A 3 6伏B 4 2伏C 4 8伏D 5 0伏 错解 由于外电路电阻增大 所以路端电压增大 应选择B C D 错解原因 学生见题目简单想走 捷径 分析解答 U1 U2 得 U2 4 8V应选择B 例3在电源电压不变的情况下 为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍 下列措施可行的是 A 剪去一半的电阻丝B 并联一根相同的电阻丝C 串联一根相同的电阻丝D 使电热器两端的电压增大一些 错解 为原来的一半 所以选A B 错解原因 忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件 分析解答 将电阻丝剪去一半后 其额定功率减小一半 虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求 但由于此时电阻丝实际功率远远大于额定功率 因此电阻丝将被烧坏 故只能选B 例4如图所示 电源电压保持不变 变阻器R1的最大值大于R2的阻值 在滑片P自右向左滑动过程中 R1的电功率如何变化 错解 采用 端值法 当P移至最左端时 R1 0 则Rl消耗的电功率变为0 由此可知 当滑片P自右向左滑动过程中 R1的电功率是变小的 错解原因 学生在解题过程中总结经验 得出电路变化问题可以用极值法 而实际上这种方法不能解决所有问题 分析解答 因此 在这两种情况时 R1的电功率都是P1 U2 4R 且不难看出 Rl与R2差值越大 P1越小于U2 4R 综上所述 本题答案应是滑片P自右向左移动时 Rl的电功率逐渐变大 当R1 R2时R1的电功率最大 继续沿此方向移动P时 R1的电功率逐渐变小 例5如图所示 电源电动势 9V 内电阻r 0 5 电阻R1 5 0 R2 3 5 R3 6 0 R4 3 0