物理電學(xué)重點(diǎn)題匯編及詳解2019版引言電學(xué)是高中物理的核心板塊之一，也是高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容（占比約30%）。2019年全國卷及各地方卷對(duì)電學(xué)的考查聚焦于基礎(chǔ)概念的深度理解、規(guī)律的靈活應(yīng)用及綜合問題的分析能力，重點(diǎn)覆蓋靜電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)四大模塊。本文選取2019年典型考題，按模塊匯編并詳解，旨在幫助考生梳理重點(diǎn)考點(diǎn)、掌握解題技巧，實(shí)現(xiàn)舉一反三。一、靜電場(chǎng)重點(diǎn)題匯編及詳解1.1考點(diǎn)分析靜電場(chǎng)的核心考點(diǎn)包括：電場(chǎng)強(qiáng)度（疊加、電場(chǎng)線）與電勢(shì)（等勢(shì)面、電勢(shì)差）的關(guān)系；電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化（\(W_{AB}=qU_{AB}=E_{pA}-E_{pB}\)）；電容器動(dòng)態(tài)分析（電容公式\(C=\frac{\varepsilonS}{4\pikd}\)、\(C=\frac{Q}{U}\)的聯(lián)立應(yīng)用）；帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（加速、偏轉(zhuǎn)，類平拋模型）。1.2典型題1：電容器動(dòng)態(tài)分析（2019·北京卷）題目：某電容器的電容為\(C\)，帶電量為\(Q\)，極板間距離為\(d\)。若保持帶電量\(Q\)不變，將極板間距離增大到\(2d\)，則（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍B.電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?/2C.電勢(shì)差變?yōu)樵瓉淼?倍D.電勢(shì)差變?yōu)樵瓉淼?/2解析：電容變化：由\(C=\frac{\varepsilonS}{4\pikd}\)，\(d\)增大到\(2d\)，則\(C'=\frac{C}{2}\)；電勢(shì)差變化：保持\(Q\)不變，由\(C=\frac{Q}{U}\)得\(U'=\frac{Q}{C'}=2U\)，故電勢(shì)差變?yōu)樵瓉淼?倍（選項(xiàng)C正確）；電場(chǎng)強(qiáng)度變化：\(E=\frac{U}v1f1btj\)，代入\(U'=2U\)、\(d'=2d\)，得\(E'=\frac{2U}{2d}=E\)，電場(chǎng)強(qiáng)度不變（選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤）。答案：C方法總結(jié)：電容器動(dòng)態(tài)分析的關(guān)鍵是明確不變量（電量\(Q\)或電壓\(U\)），再通過\(C=\frac{\varepsilonS}{4\pikd}\)、\(C=\frac{Q}{U}\)、\(E=\frac{U}1rf9jf9\)聯(lián)立判斷各物理量變化。若\(Q\)不變，\(E\)與\(d\)無關(guān)（\(E=\frac{4\pikQ}{\varepsilonS}\)）；若\(U\)不變，\(E\)與\(d\)成反比。1.3典型題2：帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)（2019·全國卷III）題目：如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，一帶正電粒子以初速度\(v_0\)豎直向上射入電場(chǎng)，粒子質(zhì)量為\(m\)，電荷量為\(q\)，電場(chǎng)強(qiáng)度為\(E\)。不計(jì)重力，求粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡方程。解析：運(yùn)動(dòng)分解：粒子在水平方向（電場(chǎng)方向）受電場(chǎng)力\(F=qE\)，做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；豎直方向不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。水平方向：\(a_x=\frac{qE}{m}\)，\(x=\frac{1}{2}a_xt^2=\frac{qE}{2m}t^2\)；豎直方向：\(y=v_0t\)；消去時(shí)間\(t\)：由\(t=\frac{y}{v_0}\)，代入\(x\)得\(x=\frac{qE}{2mv_0^2}y^2\)。答案：\(x=\frac{qE}{2mv_0^2}y^2\)（拋物線軌跡）方法總結(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)是類平拋運(yùn)動(dòng)，需將運(yùn)動(dòng)分解為沿電場(chǎng)方向（勻加速）和垂直電場(chǎng)方向（勻速），分別列方程再聯(lián)立消去時(shí)間。關(guān)鍵是明確分運(yùn)動(dòng)的加速度和初速度。二、電路重點(diǎn)題匯編及詳解2.1考點(diǎn)分析電路的核心考點(diǎn)包括：串并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻關(guān)系（\(U=IR\)、\(R_{串}=R_1+R_2\)、\(\frac{1}{R_{并}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\)）；閉合電路歐姆定律（\(E=U+Ir\)，\(U=IR_{外}\)）；動(dòng)態(tài)電路分析（“串反并同”規(guī)律）；伏安法測(cè)電阻（內(nèi)接法、外接法的誤差分析）。2.2典型題1：動(dòng)態(tài)電路分析（2019·全國卷III）題目：如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為\(E\)，內(nèi)阻為\(r\)，\(R_1\)、\(R_2\)、\(R_3\)為定值電阻，\(R_4\)為滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)\(S\)，當(dāng)\(R_4\)的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.電流表A的示數(shù)增大B.電壓表V1的示數(shù)增大C.電壓表V2的示數(shù)增大D.電源的輸出功率增大解析：電路結(jié)構(gòu)：\(R_2\)與\(R_4\)并聯(lián)（記為\(R_{并}\)），再與\(R_1\)串聯(lián)，最后與\(R_3\)并聯(lián)（外電路總電阻\(R_{外}\)）。\(R_4\)滑片右移，\(R_4\)增大，故\(R_{并}=\frac{R_2R_4}{R_2+R_4}\)增大。“串反并同”規(guī)律：\(R_1\)與\(R_{并}\)串聯(lián)，故\(R_1\)的電壓（V1示數(shù)）隨\(R_4\)增大而減小（選項(xiàng)B錯(cuò)誤）；\(R_2\)與\(R_4\)并聯(lián)，故\(R_2\)的電壓（V2示數(shù)）隨\(R_4\)增大而增大（選項(xiàng)C正確）；電流表A測(cè)\(R_4\)電流，\(I_4=\frac{U_{并}}{R_4}\)，\(U_{并}\)增大但\(R_4\)增大，需計(jì)算驗(yàn)證：設(shè)\(R_1=R_2=R_3=R\)，\(R_4\)從\(R\)增大到\(2R\)，得\(I_4\)減?。ㄟx項(xiàng)A錯(cuò)誤）；電源輸出功率\(P_{出}=U_{外}I\)，\(R_{外}\)增大時(shí)，若\(R_{外}<r\)則\(P_{出}\)增大，若\(R_{外}>r\)則\(P_{出}\)減小，題目未給\(R_{外}\)與\(r\)關(guān)系，無法判斷（選項(xiàng)D錯(cuò)誤）。答案：C方法總結(jié)：動(dòng)態(tài)電路分析的快捷方法是“串反并同”：與變化電阻串聯(lián)的元件（電壓、電流、功率）變化與電阻變化相反；與變化電阻并聯(lián)的元件（電壓、電流、功率）變化與電阻變化相同。需注意：該規(guī)律僅適用于電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變的情況。2.3典型題2：伏安法測(cè)電阻誤差分析（2019·江蘇卷）題目：用伏安法測(cè)某定值電阻\(R_x\)的阻值，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示（電流表內(nèi)接）。已知電流表內(nèi)阻\(R_A=0.1\Omega\)，電壓表內(nèi)阻\(R_V=10k\Omega\)，\(R_x\)約為\(10\Omega\)。求測(cè)量值與真實(shí)值的偏差，并說明誤差原因。解析：測(cè)量值：\(R_{測(cè)}=\frac{U_{表}}{I_{表}}\)，其中\(zhòng)(U_{表}\)是\(R_x\)與\(R_A\)的總電壓（\(U_{表}=U_x+U_A\)），\(I_{表}=I_x\)（電流表內(nèi)接，電流相同）；真實(shí)值：\(R_{真}=\frac{U_x}{I_x}\)；偏差：\(R_{測(cè)}=R_x+R_A>R_{真}\)，誤差原因是電流表分壓。計(jì)算相對(duì)誤差：\(\frac{\DeltaR}{R_{真}}=\frac{R_A}{R_x}=\frac{0.1}{10}=1\%\)。答案：測(cè)量值大于真實(shí)值，相對(duì)誤差約1%，原因是電流表分壓。方法總結(jié)：伏安法測(cè)電阻的誤差取決于電表的連接方式：內(nèi)接法（電流表與電阻串聯(lián)）：測(cè)量值\(R_{測(cè)}=R_x+R_A>R_{真}\)，適用于\(R_x\ggR_A\)（減小電流表分壓誤差）；外接法（電壓表與電阻并聯(lián)）：測(cè)量值\(R_{測(cè)}=\frac{R_xR_V}{R_x+R_V}<R_{真}\)，適用于\(R_x\llR_V\)（減小電壓表分流誤差）。三、磁場(chǎng)重點(diǎn)題匯編及詳解3.1考點(diǎn)分析磁場(chǎng)的核心考點(diǎn)包括：磁感應(yīng)強(qiáng)度（疊加、磁感線）；安培力（方向：左手定則；大?。篭(F=BIL\sin\theta\)）；洛倫茲力（方向：左手定則；大?。篭(f=qvB\sin\theta\)，不做功）；帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)（向心力由洛倫茲力提供，\(qvB=m\frac{v^2}{r}\)，\(r=\frac{mv}{qB}\)，\(T=\frac{2\pim}{qB}\)）。3.2典型題1：安培力方向判斷（2019·全國卷I）題目：兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線\(a\)和\(b\)載有大小相等、方向相反的電流，\(a\)導(dǎo)線固定，\(b\)導(dǎo)線可自由移動(dòng)。忽略導(dǎo)線間的萬有引力，當(dāng)電流穩(wěn)定后，\(b\)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（）A.向\(a\)導(dǎo)線靠近B.向遠(yuǎn)離\(a\)導(dǎo)線的方向運(yùn)動(dòng)C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)解析：安培定則：\(a\)導(dǎo)線電流向外，其周圍磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針同心圓，\(b\)導(dǎo)線處的磁場(chǎng)方向向下（\(a\)在左，\(b\)在右）；左手定則：\(b\)導(dǎo)線電流向里（與\(a\)相反），磁場(chǎng)向下，四指指向電流方向（里），拇指指向安培力方向向右（遠(yuǎn)離\(a\)導(dǎo)線）。答案：B方法總結(jié)：安培力方向判斷的兩步法：1.用安培定則（右手螺旋）判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向；2.用左手定則判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的安培力方向（注意：四指指向電流方向，磁感線穿過手心，拇指指向安培力方向）。記憶技巧：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥（可快速判斷平行導(dǎo)線的相互作用）。3.3典型題2：帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)（2019·浙江卷）題目：如圖所示，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為\(B\)。一帶正電粒子以速度\(v\)沿垂直磁場(chǎng)方向射入，粒子質(zhì)量為\(m\)，電荷量為\(q\)。求粒子運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。解析：向心力來源：洛倫茲力提供向心力（\(f=qvB=m\frac{v^2}{r}\)）；半徑計(jì)算：\(r=\frac{mv}{qB}\)（與速度成正比，與比荷\(\frac{q}{m}\)成反比）；周期計(jì)算：\(T=\frac{2\pir}{v}=\frac{2\pim}{qB}\)（與速度無關(guān)，僅與比荷和磁場(chǎng)有關(guān)）。答案：半徑\(r=\frac{mv}{qB}\)，周期\(T=\frac{2\pim}{qB}\)方法總結(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題，關(guān)鍵是確定圓心、半徑、周期：圓心：洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，故圓心在洛倫茲力方向的延長(zhǎng)線上（或垂直于速度方向的直線與垂直于入射方向的直線的交點(diǎn)）；半徑：由\(qvB=m\frac{v^2}{r}\)計(jì)算，或通過幾何關(guān)系（如弦長(zhǎng)、入射角）求解；周期：由\(T=\frac{2\pim}{qB}\)計(jì)算，常用于質(zhì)譜儀（分離不同比荷的粒子）、回旋加速器（加速粒子）等模型。四、電磁感應(yīng)重點(diǎn)題匯編及詳解4.1考點(diǎn)分析電磁感應(yīng)的核心考點(diǎn)包括：法拉第電磁感應(yīng)定律（\(E=n\frac{\Delta\Phi}{\Deltat}\)，\(\Phi=BS\cos\theta\)）；楞次定律（感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁通量變化，“增反減同”）；電磁感應(yīng)中的電路問題（等效電源、電流計(jì)算）；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題（安培力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，\(F=BIL\)）；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做功等于電能）。4.2典型題1：法拉第電磁感應(yīng)定律（2019·全國卷II）題目：如圖所示，一矩形線圈\(abcd\)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里。線圈的\(ab\)邊長(zhǎng)度為\(L_1\)，\(bc\)邊長(zhǎng)度為\(L_2\)，電阻為\(R\)。當(dāng)線圈以\(ab\)邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角速度為\(\omega\)，求線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值。解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來源：\(cd\)邊切割磁感線（\(ab\)邊不切割，\(bc\)、\(ad\)邊切割電動(dòng)勢(shì)抵消）；瞬時(shí)值：\(cd\)邊速度\(v=\omegaL_2\)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)\(E=BL_1v\sin\omegat=BL_1L_2\omega\sin\omegat\)（\(\sin\omegat\)是速度與磁場(chǎng)方向的夾角正弦值）；最大值：\(E_m=BL_1L_2\omega\)（當(dāng)\(\sin\omegat=1\)時(shí)）；有效值：正弦式交變電流的有效值\(E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}=\frac{BL_1L_2\omega}{\sqrt{2}}\)。答案：最大值\(E_m=BL_1L_2\omega\)，有效值\(E=\frac{BL_1L_2\omega}{\sqrt{2}}\)方法總結(jié)：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用需區(qū)分磁通量變化的原因（磁場(chǎng)變化、面積變化、夾角變化）：若因面積變化（切割磁感線），則\(E=BLv\sin\theta\)（\(\theta\)是\(v\)與\(B\)的夾角）；若因磁場(chǎng)變化，則\(E=nS\frac{\DeltaB}{\Deltat}\)；若因夾角變化（如線圈轉(zhuǎn)動(dòng)），則\(E=nBS\omega\sin\omegat\)（正弦式電動(dòng)勢(shì)）。4.3典型題2：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題（2019·山東卷）題目：如圖所示，一水平導(dǎo)軌間距為\(L\)，電阻不計(jì)，左端接有電阻\(R\)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為\(B\)。一根質(zhì)量為\(m\)、電阻為\(r\)的導(dǎo)體棒\(ab\)放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)水平向右的初速度\(v_0\)，不計(jì)摩擦，求導(dǎo)體棒的加速度隨時(shí)間的變化關(guān)系。解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：\(E=BLv\)（\(v\)為導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度）；感應(yīng)電流：\(I=\frac{E}{R+r}=\frac{BLv}{R+r}\)；安培力：\(F=BIL=\frac{B^2L^2v}{R+r}\)，方向向左（阻礙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，由左手定則判斷）；牛頓第二定律：\(-F=ma\)，即\(a=-\frac{B^2L^2v}{m(R+r)}\)；速度變化：導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)，\(v\)隨時(shí)間減小，故加速度大小隨時(shí)間逐