2009届高三必备课件——电场典型例题解析

质对市爱慕阳光实验学校高三物理电场考点例析一. 教学内容：电场考点例析电场是电学的根底知识，是承前启后的一章。

通过这一章的学习要系统地把力学的“三法〞复习一遍，同时又要掌握的概念和规律。

这一章为高考的之一，特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿律、功能关系、动量力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查学生对力学、电学有关知识点的理解和熟练程度。

只要同学们在复习本章时牢牢抓住“力和能两条主线〞，实现知识的系统化，找出它们的有机联系，做到融会贯穿，在高考得到本章相试题的分数是不困难的。

二. 夯实根底知识1. 深刻理解库仑律和电荷守恒律。

〔1〕库仑律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

即：221 r qkqF=其中k为静电力常量， k=9.0×10 9 N m2/c2成立条件：①真空中〔空气中也近似成立〕，②点电荷。

即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。

〔这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重分布，不能再用球心间距代替r〕。

〔2〕电荷守恒律：系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒。

2. 深刻理解电场的力的性质。

电场的最根本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。

电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。

〔1〕义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。

qFE=这是电场强度的义式，适用于任何电场。

其中的q为试探电荷〔以前称为检验电荷〕，是电荷量很小的点电荷〔可正可负〕。

电场强度是矢量，规其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。

〔2〕点电荷周围的场强公式是：2rkQE=，其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。

〔3〕匀强电场的场强公式是：dUE=，其中d是沿电场线方向上的距离。

2009年高考物理电学实验专题三一．万用表测电阻1..欲测量一只量程已知的电压表内阻，提供的器材如下： A.待测电压表○V （量程3V ，内阻未知）； B.电流表○A （量程3A ，内阻0.01Ω）； C.定值电阻R 0（阻值2k Ω，额定电流50mA ） D.电池组E （电动势小于3V ，内阻可忽略）。

E.多用电表； F.开关S 1、S 2； G .导线若干。

有一同学利用上述所给的器材，进行如下实验操作。

（1）用多用电表进行粗测，多用电表电阻挡有三个倍率，分别是“×100Ω”、“×10Ω”和“×1Ω”。

该同学选择“×10Ω”倍率，用正确的操作方法测量，发现指针偏转角度太小。

为了较准确地进行测量，应选用_______倍率，若这时刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果大约是________k Ω.（2）为了更准确地测出此电压表内阻的大小，该同学设计了如图乙、丙所示的两实验电路，你认为其中较为合理的是__________电路，其理由是：_________________________ ___________________________。

（3）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量是______________________。

用上面所测各量表示电压表内阻，其表达式为R v =____________。

2．（1）（6分）某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值， 由于第一次选择的欧姆挡（×10），指针位置如图线①所示。

现 将旋钮调至另外一档，进行第二次测量时多用电表指针指所指位 置如图线②所示。

下面列出第二次测量的可能进行的操作： A ．将两表笔短接，并调零B ．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置，记下电阻值C ．将多用电表在板上旋钮调到×100档D ．将多用电表面板上旋钮调到×1档E ．将多用电表面板上旋钮调到OFF 位置根据上述有关操作，请选择合理实验步骤并 按操作顺序写出 。

再将滑动(huádòng)触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联，外 电阻
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【错解原因】 由于(yóuyú)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
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例3 将一电量(diànliàng)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(qīng chu)如何处理各量的正负号.
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例5 如图所示，电源电动势ε=9V，内电阻r=0.5Ω，电阻 R1=5.0Ω、R2=3.5Ω、R3=6.0Ω、R4=3.0Ω，电容 (diànróng)C=2.0μF。当电键K由a与接触到与b接触通过R3的 电量是多少？
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【错解】 求出K接a时 电容器所带的电量和K接b时电容器所带的
电量，这两个电量差值就是通过R3的电量 。 【错解原因】
没有(méi yǒu)对电容器的充电放电过程做深入分析。 图9－8图中电容器的上极板的电势高，图9－9中电容器的 下极板的电势高。电容器经历了先放电后充电的过程。经 过R3的电量应是两次充电电量之和。

【典型例题】问题1：会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。

求解这类问题关键是抓住“等大的带电金属球接触后先中和，后平分”，然后利用库仑定律求解。

注意绝缘球带电是不能中和的。

[例1] 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量－Q，C 不带电，将A、B固定，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．将A、B固定起来，然后让C球反复与A、B球接触，最后移走C，答：A、B间的库仑力变为原来的4/7倍[例2] 两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性（）A. 可能是等量的同种电荷B. 可能是不等量的同种电荷C. 可能是不等量的异种电荷D. 不可能是异种电荷问题2：会解分析求解电场强度。

电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考中考点分布的重点区域之一。

求电场强度的方法一般有：定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。

[例3] 如图1所示，用长为的金属丝弯成半径为r 的圆弧，但在A 、B 之间留有宽度为d 的间隙，且，将电量为Q 的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。

根据对称性可知,带电圆环在圆心O 处的总场强E ＝0．至于补上的带电小段,由题给条件可视做点电荷,它在圆心O 处的场强E1是可求的．若题中待求场强为E2,则E1＋E2＝0．设原缺口环所带电荷的线密度为σ,σ＝Q ／（2πr －d ）,则补上的那一小段金属线的带电量Q ′＝σ•d,Q ′在O 处的场强为E1＝kQ ′／r2,由E1＋E2＝0可得 E2＝－E1,负号表示E2与E1反向,背向圆心向左． [例4] 如图2所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q ，半径为R ，圆心为O ，P 为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP=L ，试求P 点的场强。