构建点电荷电势公式妙解电势叠加难题——年高考湖南卷第题解析分享

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原题呈现:真空中有电荷量为+4q和-q的两个点电荷,分别固定在x轴上-1和0处。设无限远处电势为0,x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是(    )

分析:本题考查的是非等异种电荷的电场分布与电场规律,需要学生从数学的角度来讨论电势为零的点,以及电势随x轴的变化情况。考查学生对点电荷模型的电场强度以及电势的叠加问题,需要学生具备矢量叠加与标量的叠加运算规律,体现数学知识在解决物理问题的应用。

解析:根据题意,在x的正半轴,

根据点电荷的电势公式

所以在x的正半轴上电势的叠加有

解得

所以D选项正确,

点电荷的电势公式在高中阶段的教材中没有强调,在高中阶段学生主要以了解为主,对于具体的表达式不要求学生推导以及掌握,但是从历年的额高考试题来看,很多问题都涉及到点电荷电势公式的应用,而且应用点电荷公式分析问题方便,高效。

对于本题,只要学生掌握点电荷的电势公式,不需要进行复杂的学生计算也可以得到正确的答案。有点电荷公式

公式中的q具有带电体的带电性质,如果是正电荷代正,如果是负电荷代负,从公式来看,在可以带电体看成点电荷的条件下r越小,电势φ的竖直就大,因此可以得到在接近坐标原点时电势应该是负值,所以排除A、C选项;由于左边电荷大,则在x的正半轴上应该有一点的电势为零,因此D选项正确,从而可以根据排除法的方式求解征求的答案,

排除法是处理选择题常用的方法之一,在结合实际问题与正确理论的指导下,通过一定的逻辑推论论证可以找出正确的答案,避开复杂的数学运算,在处理选择题中具有高效、快捷的作用。

从上的分析来看,点电荷的电势公式与电势的叠加问题,应该在高中阶段也要强调,而且让学生深度掌握该部分的内容,以便在处理复杂的非点电荷模型以及多点电荷问题具有重要的意义。

THE END
0.已知电势差如何求场强或者电场力?用什么公式也知道电势是多少场强与重力加速度,电势差与单位质量的重力势能差,电势与单位质量的重力势能.场强是电场强度,是基本的物理属性量之一,是矢量,可以矢量叠加,其测量公式E=f/q(类似一般加速度公式).匀场公式E=U/d.其中U就是电势差,是标量.在匀电场中,单位距离的电势差等于场强.在一般电场中,U值等于电场对单位电荷的做功,做功大小jvzquC41yy}/|‚gcpi4dqv4swgyukxs1:c9c9:7hec7dh<<6fc697n:e9g?8c;gd0jznn
1.高中物理公式汇总一览表(全).pdf高中物理公式汇总一览表(全) 物理公式一览表 一、力学 1、 胡克定律: F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数,只与 弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、 重力: G = mg (g 随高度、纬度而变化) 3 (2) 两个力的合力范围: ? F 1 -F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 4、两个平衡条件: 共点力jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5451694>4:33;22@5582663;90ujzn