高考物理“电场” 重视学科内综合 专题辅导.doc

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高考物理“电场”重视学科内综合专题辅导
江苏君凤官

“电场”是电学的基础知识，是高考命题的重点之一，尤其是力、电综合题，将电场知识与牛顿定律、动量定理和动能定理等有机结合，考查考生对力学、电学知识的综合分析能力。从近年高考试题可知，“电场”综合题主要集中在两个方面：其一是电场的描述，涉及电场强度、电场线、电势差、电势、等势面、电容，以及平行板电容器所形成的匀强电场，重点考查对基本概念、物理规律的理解，以及相关知识的区别与联系；其二是电场力、电场力做功、电势能的变化，还有带电粒子在电场中的加速和偏转、将电场的概念、规律与牛顿运动定律、功能关系、动量定理等有机地结合。
高考“电场”的命题特征是什么？如何有效地复习“电场”知识？现对2007年各地高考“电场”综合题进行归类分析，寻找命题规律，探究解题技巧，明确复习方向。
2007年“电场”综合考查主要有以下几个特点：
（一）“电场”各分支基本概念、基本规律的综合
例1（2007山东理综卷）如图1所示，某区域电场线左右对称分布，MN为对称线上的两点，下列说法正确的是（）

A.M点电势一定高于N点电势
B.M点场强一定大于N点场强
C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D.将电子从M点移动到N点，电场力做正功
解析：沿电场线方向电势逐渐降低，M点电势一定高于N点电势，选项A正确。
因电场线越密的区域场强越大，由图可知M点场强一定比N点弱，选项B错误。
由电势能公式可知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，选项C正确。
电子从M点移到N点的过程中，受到的电场力与移动方向相反，电场力做负功，选项D错误。
答案：AC。
点拨：本题提供了某区域电场线分布，考查场强大小、电势高低的判断，并且考查了电势能与电场力做功的关系，是一条“电场”各分支知识的综合题。综合考查对“电场”基本概念、基本规律的理解，考查学生分析、探究、推理的能力。

（二）电场力与牛顿运动定律、运动学公式的综合
例2（2007广东物理卷）如图2所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L，槽内有两个质量均为m的小球A和B，A带电量为＋2q，球B带电量为－3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一个带电系统，最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L，若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布）。求：

（1）球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；
（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。
解析：对带电系统进行分析，假设球A能达到右极板，电场力对系统做功为，有。由此可判定，球A不仅能达到右极板，而且还能穿过小孔离开右极板。
假设球B能达到右极板，电场力对系统做功为，有。由此可判定，球B不能达到右极板。综上所述，带电系统速度第一次为零时，球A、B应分别在右极板两侧。
（1）带电系统开始运动时，设加速度为，由牛顿第二定律：，球B刚进入电场时，带电系统的速度为，有，由以上两式求得：

（2）设球B从静止到刚进入电场的时间为，则，球B进入电场后，带电系统的加速度为，由牛顿第二定律：显然，带电系统做匀减速运动。设球A刚达到右极板时的速度为，减速所需时间为，则有，求得球A离开电场后，带电系统继续做减速运动。设加速度为，再由牛顿第二定律：设球A从离开电场到静止时所需时间为，则有，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为：

设球A从离开电场到静止，相对右板运动的位移为x，则有
点拨：电场力与牛顿定律、运动学公式相综合是近年高考“电场”的重要题型。本题物理过程复杂，在各个过程中，系统所受电场力不同。要注意正确分析电场力的大小、方向，并与牛顿第二定律和运动学公式有机联系，将物理问题转化为数学问题求解。高考题注重考查考生的分析能力：首先分析试题所提供的物理过程（物理情境），理解其中的物理条件和物理意义，找出其中起重要作用的因素，然后把物理过程（物理情境）分解为若干个简单的过程，分析每个过程中各物理量的变化以及它们之间的关系，最后根据物理规律建立物理量之间的关系式。

（三）电势能与动能定理、能量守恒定律、运动学的综合
例3（2007四川理综卷）如图3所示，一根长L＝1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为、与水平方向成角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端固定一个带电小球A，电荷量，另一带电小球B穿在杆上可自由滑动电荷量，质量。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量）

（1）小球B开始运动时的加速度为多大？
（2）小球B的速度最大时，距M端的高度为多大？
（3）小球B从N端运动到距M端的高度时，速度为v＝1.0m/s，求此过程中