2024-2025学年人教版高二物理上学期期末复习重难点（解析版）

高二物理期末复习重难点精选

〈雍克总辂

一.电场的叠加

1.电场叠加原理.

如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.这

种关系叫电场的叠加原理.

2.形成原理.

如果在空间中有几个点电荷同时存在，这时在空间的某一点的电场强度等于各个点电荷单独存在时，在

该点产生的电场强度的矢量和，形成合电场.

3.电场叠加的一般方法.

电场叠加遵循矢量的叠加法则一一平行四边形定则，还可以使用矢量三角形法，正交分解法等.利用电

场的叠加原理，理论上可计算任意带电体在任意点的电场强度.

4.求电场强度的几种特殊方法.

⑴对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，都

可采用对称法求解.

(2)微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析,

从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量.

⑶等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单或者熟悉的电场情景，在本章易错

题归纳中的丢分题3就运用了等效法.

例1直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示.M、N两点各固定一负点

电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于。点时，G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将

A.―沿y轴正向

4序

1

奖，沿y轴负向

B.

4〃2

C.注，沿y轴正向

4〃2

D.奖，沿y轴负向

4屋

答案B

解析处于。点的正点电荷在G点处产生的电场强度田=足，方向沿y轴负向；又因为G点处合电场强

a2

度为零，所以初、N处两负点电荷在G点共同产生的电场强度4=&=是，方向沿y轴正向；根据对

a2

称性，M、N处两负点电荷在8点共同产生的电场强度石3=&=遥，方向沿y轴负向；将该正点电荷移

〃2

Q

到G处，该正点电荷在7/点产生的电场强度为=左一产「，方向沿歹轴正向，所以7/点的电场强度E=

⑵）2

O1

E3—E4n,方向沿y轴负向.

4a2

二.电荷在静电力作用下的共点力平衡

1.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

2.明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了静电力而已.

3.求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析基础上，运用平行四边形定则、三

角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件，灵活解决.

例2（多选）如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质

量为m、电荷量为q,为了保证当丝线与竖直方向的夹角为60。时，小球处于平衡状态，则匀强电场的

电场强度大小可能为

2

答案ACD

解析取小球为研究对象，它受到重力加g、丝线的拉力尸和静电力质的作用.因小球处于平衡状态，则

它受到的合外力等于零，由平衡条件知，尸和的合力与小g是一对平衡力.根据力的平行四边形定则

可知，当静电力岗的方向与丝线的拉力方向垂直时，静电力最小，如图所示，贝IEq=〃?gsin60°,最小

电场强度£=”01160从图中还可看出静电力没有最大值，因而电场也没有最大值.

q

综上所述，选项A、C、D正确.

三.场线、等势面、粒子的轨迹问题

1.电场线的作用.

⑴判断电场强度的方向一一电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向.

（2）判断静电力的方向一一正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线

在该点切线方向相反.

⑶判断电场强度的大小（定性）一一电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受

静电力大小和加速度的大小.

（4）判断电势的高低与电势降低的快慢一一沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最

快的方向.

2.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系.

一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会

重合.

⑴电场线为直线；（2）粒子初速度为零，或初速度方向与电场线平行；⑶粒子仅受静电力作用或所受合力

的方向与电场线平行.

例3（多选）如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒

子，仅在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则（）

3

A.a一定带正电，b一定带负电

B.a的速度将减小，b的速度将增大

C.a的加速度将减小，b的加速度将增大

D.两个粒子的电势能都减少

答案：CD

解析：因为电场线方向未知，不能确定a、b的电性，所以A错误；由于静电力对a、b都做正功，所以

a、b的速度都增大，电势能都减少，故B错误、D正确；粒子的加速度大小取决于静电力的大小，a向

电场线稀疏的方向运动，b向电场线密集的方向运动，所以C正确.

四.带电体（粒子）在静电力作用下的运动

1.力和运动的角度.

带电体的运动情况取决于它的受力情况及初始状态，准确分析带电体的受力情况是解题的关键，通过受

力分析可判断带电体的运动性质及运动轨迹.从力和运动的角度进行分析是解决带电体在电场中运动问

题的最基本方法.

2.运动分解的角度.

带电体在电场和重力场的复合场中，若做类平抛或其他曲线运动，都可以考虑运动分解的思想，把运动

分解为两个分运动，可使问题很快得到解决.

例4如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一L形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场

中，管的水平部分长为11=0.2m,离水平地面的距离为h=5.0m,竖直部分长为12=0.1m.一带正电

的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分（长度极短，可不计）

时没有能量损失，小球在电场中受的静电力大小为重力的一半.求：

A

I-----「

⑴小球运动到管口B时的速度大小；

（2）小球落地点与管的下端口B的水平距离.（g取10m/s2）

答案：（1）2.0m/s（2）4.5m

解析：（1）小球从/运动到8的过程中，对小球，根据动能定理得

4

mglz+F电l\=—mvi-0,

且歹电=-mg,解得vB=y/g(/1+2Z2),

代入数据可得如=2.0m/s.

(2)小球离开8点后，设水平方向的加速度为生在空中运动的时间为

水平方向有a=£x^vBt+~afi,

22

竖直方向有h=^gt2,

由以上各式代入数据可得x=4.5m.

例5.长为L的平行金属板与水平面成6角放置，板间有匀强电场.一个电荷量为一q、质量为m的带负

电的液滴以速度V。垂直于电场方向射入两极板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动.已知重力加速度

为g，求：

⑴两极板间的电场强度大小；

⑵液滴离开电场时的速度大小.

mgcos9

合案：(1)———(2)vS~2gLsin0

q7

mg

解析：(1)液滴在电场中受到重力加g和静电力/两个力的作用，由于液滴沿直线运动，由直线运动

的条件可知：两个力的合力必须与速度共线.静电力的方向垂直于金属板斜向上，如图所示，由几何关

系可得F=Eq=mgcos6,

「mgeos0

解得E=-----.

q

(2)因静电力不做功，故由动能定理可得

5

—mgLsin—ZHV2——znv§,

解得v=2g/sin9.

五.测量电阻的创新实验

测量电阻的基础方法是伏安法测电阻，除此以外，还有很多方法，例如：安安法测电阻、伏伏法测电阻、

比较法测电阻、替代法测电阻、半偏法测电阻等.不管哪种方法，都综合应用了欧姆定律、电阻定律和

串、并联电路的规律等，下面重点说明半偏法测电阻.

1.电流半偏法：如图甲所示，断开S2、接通S1，把滑动变阻器匕由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节，使

电流表的指针达到满偏；此后保持％阻值不变，接通S2,调整电阻箱R2的阻值，使电流表的指针恰好

偏转到满刻度的一半，读出电阻箱R2的阻值，则RA=R2.此方法要求待测电阻RA较小，并配以足够大的

滑动变阻器及合适的电源电压.测量值偏小.

甲乙

2.电压半偏法：如图乙所示，闭合S,使电阻箱R2的阻值为零，调节滑动变阻器％,使电压表满偏；保持

匕阻值不变，调节R2,使电压表半偏，则Rv=R2.此方法要求待测电阻Rv较大，并配以较小的滑动变阻

器及合适的电源电压，测量值偏大.

例6电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的

内阻（半偏法），实验室提供的器材如下：

待测电压表V（量程3V,内阻约为3000Q）,电阻箱R0（最大阻值为99999.9Q）,滑动变阻器R1（最大

阻值100Q,额定电流2A）,直流电源E（电压为6V）,开关两个，导线若干.

（1）图中虚线框内为该同学设计的测量电压

表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整.

6

(2)根据设计的电路图，补充完整实验步骤：①闭合Si，移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所

在支路分压最小;②闭合开关S1、S2,调节%,使电压表的指针满偏;③:④读取电

阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻.

⑶用这种方法测出的电压表内阻记为R'v，与电压表内阻的真实值Rv相比，R'v(填“>”"=

或)Rv，主要理由是.

答案：⑴见解析(2)保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半

偏.(3)>电压表所在支路电阻增大，分得的电压增大

六.故障的分析方法

电路1.用电压表检查故障.

(1)断路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则说明该

段电路中有断点.

⑵短路故障判断：用电压表与电源并联，若有示数，再逐段与用电器并联，若电压表示数为零，则说明

该段电路被短路.

2.用欧姆表检查故障.

用欧姆表检查故障，一定要注意将待测部分与电路断开.若测得某段电路的电阻为零，说明该部分短路;

若测得某段电路的电阻无穷大，说明该部分断路.

例7如图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现灯A、B都不亮，如果只有一处电路有故

障.他采用下列两种方法检查故障：

7

（1）用多用电表的直流电压挡进行检查：

①多用表应选择的量程是（用字母序号表示）.

A.2.5VB.10V

C.50VD.250V

②在测试a、b间电压时，红表笔应接触（填“a”或"b”）.

③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是（假设只有下列中的某一项有

故障）.

测试点电压表示数

“、b有示数

c、b有示数

C、（1无示数

d、f有示数

A.灯A断路B.灯B短路

C.c、d段断路D.d、f段断路

（2）用欧姆挡检查：

①测试前，应将开关S（填“断开”或“闭合”）.

②测量结果如下表所示，由此可以断定故障是（）

测试点表头指针示数

c、（1有示数

e、f有示数

d、e无穷大

A.灯A断路

B.灯B断路

C.灯A、B都断路

D.d、e间导线断路

答案：（1）①B②a③D⑵①断开②D

解析：（1）①用多用电表的直流电压挡进行检查时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联

在断路处（设有一处发生断路）时，电路接通，电压表示数应为电源的电压，并联在未断路处，示数为

8

零.因此，用多用电表的直流电压挡检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电压，为了使示数明显，

选择量程不宜过大，而电源的电压约为6V,故选10V量程即可.②检查时红表笔应接电势高的a点.③因

合上开关S后，A、B灯都不亮，又只有一处电路有故障，所以只发生断路的故障.根据检查结果，a、b

间有示数，说明a-电源一b完好；c、b间有示数，说明c-a-电源-*b完好；c、d无示数，说明c-灯

A-d间完好；d、f有示数，说明d-cfa-电源一b-f完好.综上分析应是d、f段断路.

(2)①用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开.②根据检查结果，接c、d时有

示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时电阻无穷大，可以断

定是d、e间导线断路.

七.电路的动态变化分析

电路动态分析的步骤：

⑴确定电路的外电阻如何变化.

⑵根据闭合电路欧姆定律，确定电路的总电流如何变化.

⑶由U内=lr确定内电压的变化，从而判定外电压如何变化.

⑷由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压、功率如何变化.

⑸由定值电阻的情况确定支路两端电压、各支路的电流、功率如何变化.

规律方法电路动态分析的三种常用方法：

⑴程序法.

并联分流

总电

分

析总

路

端

确定局流

的

阻

电

、

的

变

部电阻电£变化支路

化

变

的变化化

(2)“串反并同”结论法.

①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都

将减小，反之则增大.

②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都

将增大，反之则减小.

%3)件t

即：7$I―#t

p^\Ikt

⑶极限法.

因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零,

分别讨论.

9

例8在如图所示电路中，当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时，下列说法正确的是（）

⑨E

A.电压表示数变大，电流表示数变小

B.电压表示数变小，电流表示数变大

C.电压表示数变大，电流表示数变大

D.电压表示数变小，电流表示数变小

答案：B

解析：当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时，总电阻变小，总电流变大，Rz上的电流减小，所以电流

表示数变大，电源输出电流增大，内电压Ir变大，所以电压表示数变小，故B正确，A、C、D错误.

八.含电容电路的计算

含电容电路的计算方法：

1.分析含电容器的电路时应注意电容器两极板分别与电路中哪两点等势，从而可确定电容器两极电势

差和电荷量的正负.

2.当电路发生变化时，注意分析电容器两极板电势的变化，计算电容器电荷量变化量时，要注意极板

电荷电性的变化.若某一极板原来带正电Qi，后来变为带正电Q2,则电荷量变化量大小AQ=|Qi—

Q2I；若该极板由原来带正电Qi变为后来带负电一Q2，则AQ=QI+Q2.

例9如图所示，已知路端电压U=18V,电容器Q=6nF、C2=3UF,电阻％=6Q、R2=3Q.当

开关S断开时，A、B两点间的电压UAB等于多少？当S闭合时，电容器g的电荷量改变了多少？

4R

什

S/

答案：18V电荷量减少了3.6X10-5C

解析：在电路中电容器4、乙相当于断路.当S断开时，电路中无电流，B、C等势，尔〃等势，因

此%=%=%=18V.

当S闭合时，片和后串联，C两端的电压等于用两端电压，G两端的电压为用两端电压，4电荷量

变化的计算首先从电压变化入手.

当S断开时，〃=%=纵=18V,电容器c带的电荷量为a=G%=6X10-6X18C=l.08X10-4

10

c.

当s闭合时，电路々、用导通，电容器c两端的电压即电阻々两端的电压，由串联电路的电压分配

R6

关系得〃AC=^—TU=--X18V=12V,

Ai+/t26十3

此时电容器G带的电荷量为

/6

Q'=C1UAC=6X10-X12C=7.2X10-5C,

电容器G带的电荷量的变化量为

AQ=Q'-Q]=-3.6X10一$c)

负号表示减少，即。带的电荷量减少了3.6X10-5。

九.闭合电路的功率的计算与分析

1.电源的总功率PE=E/=P出+尸八

2.电源的输出功率P出=67.

U2

(1)若为纯电阻电路，电源的输出功率还可以用产出=尸r=一计算.

R

(2)在纯电阻电路中，电源的输出功率随外电阻的变化而变化的规律:电源的输出功率为产出=尸尺=

谢_E2

(R+r)2(R—r)2

~^~+Ar

£2

所以，当R=r时，电源的输出功率最大，且Pm=一；

4r

当时，随着尺的增大，输出功率减小；

当尺十时，随着R的减小，输出功率减小.

3.电源内部消耗的功率B=7V=——=U^I.

A

R

例10在如图所示的电路中，已知电源电动势E=3V,内电阻r=lQ,电阻Ri=2Q,滑动变阻器R

的阻值可连续增大(R最大阻值为10Q),问：

11

Hi~^一

Er

Av

IM--

⑴当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？

⑵当R多大时，心消耗的功率最大？最大功率为多少？

⑶当R多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？

解析：(1)把尺视为内电路的一部分，则当R=R+r=3。时，7?消耗的功率最大，其最大值为

E2

Pmax=77=0.75W.

47?

(2)对固定电阻当电路的电流最大时，其消耗的功率最大，此时7?=0,所以

)

P"产D/E2L

(3)当尸=H外时，电源的输出功率最大，但在本题中外电阻最小为2C,不能满足以上条件，所以当

外电阻和内电阻越接近时，即E=0时电源的输出功率最大

产出=727?]=//=Ri=2W・

四十”

双⑥提升

十.纯电阻电路与非纯电阻电路

(1)判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法：一是根据电路中的元件判断；二是看消耗的电能是

否全部转化为内能.

P

(2)在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，不能用欧姆定律求电流，应用/=;求电流.

(3)纯电阻电路与非纯电阻电路的比较.

12

^-t

rRt=

^uit=

f

叫-

纯电

此

:1『

Au1

用R

灯等

、白炽

、电炉

电阻

电J如

器

广w＞。

%

=/W+

-U〃

电网j—

非纯

n

R+P

aUU

解槽等

、电

动机

扇、电

L如电风

,求:

66W

功率

消耗

作，

正常工

电压后

220V

接上

Q,

为20

内阻

扇，

电风

一台

例11

？

多少

流是

的电

动机

过电

时通

工作

正常

风扇

⑴电

？

是多少

的效率

电动机

少？

是多