程佳琦
摘要:通過對靜電場知識點分析、歸納、總結(jié),做到熟練掌握,運用多變,提高應(yīng)變能力,從而達(dá)到高考超常發(fā)揮。
關(guān)鍵詞:電荷;電荷守恒定律;力的性質(zhì);能的性質(zhì);電容器;帶電粒子在電場中的運動
物換星移,歲月崢嶸。新一輪高考又開始了,如何做到高效備考是我們一直研究的課題,我認(rèn)為在日常課堂的研究中應(yīng)把握好三方面:知識的復(fù)習(xí),知識的訓(xùn)練,能力的培養(yǎng)。就需要我們了解復(fù)習(xí)的知識在物理學(xué)所處的地位,高考對這部分知識的要求,它所涉及的常規(guī)解題思路和思維方法,對學(xué)生有哪些能力要求,下面以電場為例,簡單介紹一下我的復(fù)習(xí)策略。
首先,明確靜電場在教材和高考中的地位,電場是高中物理的重點知識之一,既是重點、又是難點,它是聯(lián)系力學(xué)和電磁學(xué)的一個重要樞紐,電場歷來是高考考查的熱點,其中既有難度低中檔的選擇題,也是不乏難度較大的綜合性試題。甚至與磁場結(jié)合作為壓軸題出現(xiàn)在高考中,對比必修一、必修二,電場部分的物理概念更難理解,更易混淆,如電場強(qiáng)度、電勢差及電勢能等;在電場中利用牛頓定律、動能定理、功能關(guān)系解題,方法必須掌握好的,在新物理情景中解題方法的遷移能力,分析綜合能力的培養(yǎng)也是我們重要目的之一。
從宏觀上我們建立兩大復(fù)習(xí)主題,即力的思想(力的性質(zhì))和能的思想(能的性質(zhì))。具體復(fù)習(xí)我們建立四個模塊,逐一分析。
一、電場力的性質(zhì)
電荷周圍的物質(zhì)――靜電場
電荷、電荷守恒定律,元電荷e=1.60×10-19C
①庫倉定律:F=k? (適用于真空中的點電荷)
涉及的知識點及高考要求:物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒、靜電現(xiàn)象的解釋,點電荷、靜電場、電場線。高考一類要求:庫倉定律、電場強(qiáng)度、點電荷的場度。高考二類要求:能夠確切理解其含義及其它知識的聯(lián)系,能夠用之解決生活中實際問題。
在高考中主要考查的方向:
①運用庫侖定律性或定量分析點電荷間的相互作用問題,并常用力學(xué)中處理物體平衡的方法分析帶電小球的平衡問題。
②運用電場強(qiáng)度的概念在電場線的性質(zhì)對各種電場進(jìn)行定性和定量的分析,多以選擇試題的形式出現(xiàn)。定義:E=方向與+q受到電場力方向相同,點電荷的場強(qiáng):E=k ,電場線越密的地方E越大,電場線的切線方向,即為E的方向,電場線從正電荷(或無線遠(yuǎn)處出發(fā))終止于無限遠(yuǎn)處或(負(fù)電荷)。
常用的解題方法:正交分解法、平行四邊形法則、矢量三角法、對稱法、補償法、等效法、研究對象的選擇上整體法和隔離法。
備用試題:以典型的電場線為背景的題目,含有庫侖力的平衡問題,對于電場強(qiáng)度的疊加應(yīng)該做為重中之重復(fù)習(xí),點電荷的疊加、勻強(qiáng)電場的疊加和勻強(qiáng)電場與點電荷電場的疊加,思想方法兩種,一種是直接用平行四邊形定則求合場強(qiáng),另一種方法先求電荷受的電場力,再利用電場強(qiáng)度定義求合場強(qiáng),平行四邊形法則是矢量運算的基本法則,對于兩個力的合成、電場強(qiáng)度的合成、磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成,都是這個點的體現(xiàn)。對于等量異種電荷、等量同種電荷連線和中垂線上電場強(qiáng)度的分布規(guī)律,一定要仔細(xì)分析和掌握。
二、電場能的性質(zhì)
涉及的知識點及高考要點:電勢能、電勢、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系。高考一類要求:電勢差,高考二類要求:能確切理解其含義及其它知識的聯(lián)系,能夠用它解決生活中的實際問題。
在高考中主要考查方向:
①以選擇題形式,對描述電場的各物理量(如電場強(qiáng)度與電勢、電勢與電勢等),能進(jìn)行比較鑒別。電勢φ=標(biāo)量,正負(fù)與零電勢點選擇有關(guān)。電勢差UAB=φA-φB,UAB=標(biāo)量、有正負(fù)。電場強(qiáng)度與電勢差:沿場強(qiáng)的方向電勢降低最快,在勻強(qiáng)電場中E=。
②利用電場線和等勢面的性質(zhì)對電場進(jìn)行分析。
③從能的轉(zhuǎn)化觀點分析帶電粒子在電場中的運動。
常用的解題方法:處理電場的簡單問題,通常要先畫出電場線和面,用于比較空間各點的電場強(qiáng)度,電勢及電勢能應(yīng)該注意“五點”。
①看電場線的切線方向,確定場強(qiáng)方向。
②看電場的疏密,比較場強(qiáng)大小。
③看電場線的走向,比較電勢的高低。
④看電場力做什么功,確定電勢能的增減。
⑤看電勢能零點位置的選取,確定電勢能的正負(fù)。
備用試題:以電場線、等勢面及運動軌跡為情景的試題,勻強(qiáng)電場中電勢差和場強(qiáng)特殊關(guān)系的試題。
三、電容器? 靜電屏蔽
涉及的知識點及高考要求:常用的電容器,高考一類要求;電容器的電壓,電荷量和電容的關(guān)系。高考二類要求;即能夠確切理解電容的含義及與其它知識的聯(lián)系,并能夠在實際問題的分析,綜合推理和判斷過程中運用;對靜電屏蔽需知道其內(nèi)容及含義。
在高考中主要考查方向:
①以選擇題的形式對電容的定義及決定因素進(jìn)行判斷。
②以電容器為背景分析電場的力和能的性質(zhì)。
③研究帶電粒子在容器中的運動。
基本思路是:
①首先確定不變量,若電容器充電斷開電源,則其所帶電量Q不變,若電容器始終和直流電源相連,則兩板間的電壓U不變。
②用C=∑rS/(4πkd)判斷電容的變化情況。
③用C=,分析Q或U的變化情況。
④用E=,分析平行板電容器兩板間場強(qiáng)的變化情況。
備用試題:電容定義式或決定式的綜合應(yīng)用,即分析電容器的結(jié)構(gòu)變化對相關(guān)物理量的影響。
四、帶電粒子在電場中的運動
涉及的知識點及高考要求:帶電粒子在電場中的運動為二類要求,示波管為一類要求,即能夠確切理解帶電粒子在電場中運動的規(guī)律及其它知識的聯(lián)系,并能夠在實際問題的分析,綜合推理和判斷等過程中運用。