電場解題的基本方法
本章的主要問題是電場性質的描述和電場對電荷的作用，解題時必須搞清描述電場性質的幾個物理量和研究電場的各個規律。
1、如何分析電場中的場強、電勢、電場力和電勢能
（1）先分析所研究的電場是由那些場電荷形成的電場。
（2）搞清電場中各物理量的符號的含義。
（3）正確運用疊加原理(是矢量和還是標量和)。
下面簡述各量符號的含義：
①電量的正負只表示電性的不同，而不表示電量的大小。
②電場強度和電場力是矢量，應用庫侖定律和場強公式時，不要代入電量的符號，通過運算求出大小，方向應另行判定。（在空間各點場強和電場力的方向不能簡單用‘＋’、‘－’來表示。）
③電勢和電勢能都是標量，正負表示大小．用
進行計算時，可以把它們的符號代入，如U為正，q為負，則
也為負．如U1>U2>0，q為負，則
④ 電場力做功的正負與電荷電勢能的增減相對應，WAB為正（即電場力做正功）時，
電荷的電勢能減小，
；WAB為負時，電荷的電勢能增加
。所以，應用
時可以代人各量的符號，來判定電場力做功的正負。當然也可以用
求功的大小，再由電場力與運動方向來判定功的正負。但前者可直接求比較簡便。
2、如何分析電場中電荷的平衡和運動
電荷在電場中的平衡與運動是綜合電場；川力學的有關知識習·能解決的綜合性問題，對加深有關概念、規律的理解，提高分析，綜合問題的能力有很大的作用。這類問題的分析方法與力學的分析方法相同，解題步驟如下：
(1)確定研究對象(某個帶電體)。
(2)分析帶電體所受的外力。
(3)根據題意分析物理過程，應注意討論各種情況，分析題中的隱含條件，這是解題的關鍵。
(4)根據物理過程，已知和所求的物理量，選擇恰當的力學規律求解。
(5)對所得結果進行討論。
【例題4】 如圖7—3所示，如果
(氚核)和
氦核)垂直電場強度方向進入同—偏轉電場，求在下述情況時，它們的橫向位移大小的比。
（1）以相同的初速度進入，
（2）以相同的初動能進入；
（3）以相同的初動量進入；
（4）先經過同一加速電場以後再進入。
分析和解 帶電粒子在電場中所受電場力遠遠大於所受的重力，所以重力可以忽略。帶電粒子在偏轉電場受到電場力的作用，做類似於平拋的運動，在原速度方向作勻速運動，在橫向作初速為零的勻加速運動。利用牛頓第二定律和勻加速運動公式可得
（1）以相同的初速度v0進入電場， 因E、l、v0都相同，所以
（2）以相同的初動能Ek0進入電場，因為E、l、mv2都相同，所以
（3）以相同的初動量p0進入電場，因為E、l、mv0都相同，由
（4）先經過同一加速電場加速後進入電場，在加速電場加速後，粒子的動能
（U1為加速電壓）
由
因E、l、U1是相同的，y的大小與粒子質量、電量無關，所以：
注意 在求橫向位移y的比值時，應先求出y的表達式，由題設條件，找出y與粒子的質量m、電量q的比例關係，再列出比式求解，這是求比值的一般方法。
3、如何分析有關平行板電容器的問題
在分析這類問題時應當注意
（1）平行板電容器在直流電路中是斷路，它兩板間的電壓與它相併聯的用電器（或支路）的電壓相同。
（2）如將電容器與電源相接、開關閉合時，改變兩板距離或兩板正對面積時，兩板電正不變，極板的帶電量發生變化。如開關斷開後，再改變兩極距離或兩板正對面積時，兩極帶電量不變，電壓將相應改變。
（3）平行板電容器內是勻強電場，可由
求兩板間的電場強度，從而進—步討論，兩極板問電荷的叫平衡和運。
4、利用電力線和等勢面的特性分析場強和電勢
電力線和等勢面可以形象的描述場強和電勢。電荷周圍所畫的電力線數正比於電荷所帶電量。電力線的疏密，方向表示電場強度的大小和方向，順電力線電勢降低，等勢面垂直電力線等……可以幫助我們去分析場強和電勢
【例題】 有一球形不帶電的空腔導體，將一個負電荷—Q放入空腔中，如圖所示。問：
（1）由於靜電感應，空腔導體內、外壁各帶什麼電？空腔內、導體內、導體外的電場強度，電勢的大小有何特點，電場強度的方向如何？
（2）如將空腔導體內壁接地；空腔導體內外壁各帶什麼電?空腔內、導體內、導體外的場強，電勢有何變比？
（3）去掉接地線，再將場電荷－Q拿走遠離空腔導體後，空腔導體內、外壁各帶什麼電？空腔內、導體內、導體外部的場強、電勢又有什麼變化？
分析和解 本題利用電力線進行分析比較清楚
（1）把負電荷放人空腔中，負電荷周圍將產生電場，（畫出電力線其方向是指向負電荷）自由電子由低電勢到高電勢(電子逆電力線運動)發生靜電感應，使導體內壁帶有電量為Q的正電荷，導體外壁帶有電量為Q的負電荷，如圖7所示。空腔導體裡外電力線數一樣多（因電力線數正比於電量）空膠外電力線指向金屬導體（電力線止於負電荷）。
越靠近空腔導體場強越大。導體中無電力線小，電場強度為零，空腔內越靠近負電荷Q電力線越密，電場強度也越大。順電力線電勢降低，如規定無窮遠電勢為零，越靠近空腔導體電勢越低，導體內部電勢相等，空腔內越靠近負電荷Q電勢越低。各處的電勢均小於零。
（2）如把空腔導體內壁接地，電子由低電勢到高電勢，導體上的自由電子將通過接地線進入大地，靜電平衡後導體內壁仍帶正電，導體外壁不帶電。由於電力線數正比於場電荷，場電荷－Q未變所以空腔內的電力線分佈未變，空腔內的電場強度也不變。導體內部場強仍為零。
由於導體外壁不帶電，導體外部無電力線，導體外部場強也變為零。（要使導體外部空間不受空腔內場電荷的影響，必須把空腔導體接地。）
在靜電平衡後，導體與地電勢相等都等於零，導體內部空腔中電勢仍為負，越靠近場電荷電勢越低，各處電勢都比 導體按地以前高。
（3）如去掉接地線，再把場電荷拿走遠離空腔導體時，由於靜電感應，導體外表面自由電子向內表面運動．到靜電平衡時，導體內表面不帶電，外表面帶正電，帶電量為Q。
這時導體內部和空腔內無電力線，場強都變為零，導體外表面場強垂直導體表面指向導體外，離導體越遠，電力線越疏，場強越小。順電力線電勢減小，無窮遠電勢為零，越靠近導體電勢越高。導體上和空腔內電勢相等，各點電勢均大於零。
當導體接地時，導體外表面不帶電，也可用電力線進行分析。如果外表面帶負電，就有電力線由無窮遠指向導體，導體的電勢將小於零，與導體電勢為零相矛盾。如果導體外表面最後帶正電，則有電力線由導體外表面指向無窮遠，則導體電勢將大於零，也與地等電勢相矛盾．所以，本題中將導體接地時，導體外表面不再帶電。
5、利用等效和類比的方法進行分析
當我們研究某一新問題時，如果它和某一學過的問題類似，就可以利用等效和類比的方法進行分析。
五、電路解題的基本方法
1、解題的基本方法、步驟
本章的主要問題是研究電路中通以穩恆電流時，各電學量的計算，分析穩恆電流的題目，步驟如下：
（1）確定所研究的電路。
（2）將不規範的串並聯電路改畫為規範的串並聯電路。
（使所畫電路的串、並聯關係清晰）。對應題中每一問可分別畫出簡單電路圖，代替原題中較為複雜的電路圖。
（3）在所畫圖中標出已知量和待求量，以利分析。
（4）應注意當某一電阻改變時，各部分電流、電壓、功率都要改變。可以認為電源電動勢和內電阻及其它定值電阻的數值不變。必要時先求出、r和定隨電阻的大小。
（5）根據歐姆定律，串、並聯特性和電功率公式列方程求解。
（6）學會用等效電路，會用數學方法討論物理量的極值。
2、將不規範的串並聯電路加以規範
搞清電路的結構是解這類題的基礎，具體辦法是：
（1）確定等勢點，標出相應的符號。因導線的電阻和理想安培計的電阻都不計，可以認為導線和安培計聯接的兩點是等勢點。
（2）先畫電阻最少的支路，再畫次少的支路……從電路的一端畫到另一端。
3、含有電容器的電路解題方法
在直流電路中，電容器相當電阻為無窮大的電路元件，對電路是斷路。解題步驟如下：
（1）先將含電容器的支路去掉（包括與它串在同一支路上的電阻），計算各部分的電流、電壓值。
（2）電容器兩極扳的電壓，等於它所在支路兩端點的電壓。
（3）通過電容器的電壓和電容可求出電容器充電電量。
（4）通過電容器的電壓和平行板間距離可求出兩扳間電場強度，再分析電場中帶電粒子的運動。
4、如何聯接最省電
用電器正常工作應滿足它要求的額定電壓和額定電流，要使額外的損失儘可能少，當電源電壓大於或等於兩個（或兩個以上）用電器額定電壓之和時，可以將這兩個用電器串聯，並給額定電流小的用電器加分流電阻，如電源電壓大於用電器額定電壓之和時，應串聯分壓電阻。
5、在電路計算中應注意的幾個問題
（1）在電路計算中，可以認為電源的電動勢、內電阻和各定值電阻的阻值不變，而各部分的電流、電壓、功率（或各種電錶的示數）將隨外電阻的改變而收變。所以，在電路計算中，如未給出電源的電動勢和內電阻時，往往要先將其求出再求變化後的電流、電壓、功率。
（2）應搞清電路中各種電錶是不是理想表。作為理想安培計，可以認為它的電阻是零，作為理想伏特計，可以認為它的電阻是無窮大。也就是說，將理想安培計、伏特汁接入電路，將不影響電路的電流和電壓。可以把安培計當成導線、伏特計去掉後進行電路計算。
但作為真實表，它們都具有電阻，它們既顯示出電路的電流和電壓，也顯示它自身的電流值或電壓值。如真實安培計是個小電阻，真實伏特計是一個大電阻，將它們接入電路將影響電路的電流和電壓值。所以，解題時應搞清電路中電錶是不是當作理想表。
閱讀更多 高考小乾貨 的文章
