关键词：国土资源；电子档案；管理；智能化
中图分类号：F301.2；G271 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-04-0054-1
0 引言
近些年来，电子信息技术的发展为人类的生活带来了极大方便，丰富了人们的商务活动。目前，利用网络开展交易已经成为人们购物交易的重要组成部分。在传统的交易管理中，所产生的各种合同档案等手续，将逐渐被电子文本所取代，这就给传统的交易档案管理思想带来了挑战。电子档案的逐渐增多，为档案的管理带来了极大不便，采用现代化的电子档案智能化管理，逐渐成为电子档案管理的新趋势。
1 电子档案管理的特点和现状
电子档案管理不同于传统的档案管理，纸质的文件逐渐被电子文件所取代，而电子文档具有虚拟性、复杂性和集成性的特点。首先，电子档案主要发生在虚拟的网络空间中，并且电子档案的各个环节产生的交易记录和交易信息具有虚拟性。在进行电子交易时，会产生很多虚拟的电子档案，其档案管理数量多，虚拟性强，在管理上存在着一定难度。其次，电子档案具有复杂性，电子商务档案通过数字信息直接存储在存储介质上，人们无法用肉眼识别文件信息，只能借助于计算机才能进行阅读和记录。同时，存储在介质上的信息不尽相同，这在客观上就造成了电子商务档案信息的复杂性。最后，相对于单一的纸质档案，电子档案信息具有集成性，很多复杂的电子信息可以存储在同一份存储介质上。因此，在管理电子商务档案时，要针对其档案特点进行合理的管理。目前，随着计算机系统的发展，电子档案管理正在朝着智能化管理方向上发展。
2 国土资源电子档案管理智能化趋势
2.1 电子档案信息存储的智能化
电子档案的存储和查询以及改写都需要依赖于计算机和网络系统。电子档案的智能化存储主要是通过计算机的运算和控制功能存储到相应的存储设备之中。智能化的电子档案信息存储系统，通常能够实现存储资源的透明式管理和访问，同时还要能够完成存储资源的虚拟化和统一管理，分级存储管理，存储安全控制和存储设备安全预警等一系列功能。在未来，智能化的电子档案信息存储可以集存储与管理与一体，能够保证存储的数据能够被应用系统安全访问，并确保数据在系统出现故障时可以迅速恢复。对电子档案而言，电子档案信息存储智能化可以有效提高存储系统的实用性和可靠性，能够及时发现存储系统的运行故障，及时保护数据不受损坏。总之，智能化的电子档案信息存储功能，将会提高整个电子档案的管理。
2.2 国土资源电子档案信息检索的智能化
电子档案信息管理智能化不仅包括电子商务信息存储智能化，还包括电子信息档案检索智能化。电子档案信息的检索在电子商务信息智能存储的基础上，以文献和检索词的相关度为基础，按照相关度进行匹配排序，在结果排序的同时考虑相关性和重要性，使相关性分析更为准确，更能将与用户愿望最相关的文献排在前面，提高电子档案信息检索的效率。随着科学技术的进步，电子商务档案智能化信息检索将会更加人性化，利用人工智能开展电子档案信息检索会提高电子档案的管理，为电子档案管理提供更为智能化的、人性化的管理。
2.3 国土资源电子档案应用的智能化
电子档案的智能化存储和智能化查询为电子的顺利进行提供了重要的作用。借助于电子档案信息，智能化的存储和查询系统可以为企业提供较为便利的数据分析和信息整合。首先，智能化的管理可以有效的将相关资源进行整合，建立相应的数据库，为企业的营销策划提供数据支持。其次，在进行企业客户资源管理同时，智能化的电子档案信息管理可以提供智能化的客户关系管理系统，通过智能化的客户管理系统来加强对客户的服务质量，提高客户的满意度。最后，电子档案智能化管理中，智能化的数据分析和资料查询将会大大节省国土资源档案管理员工的工作量，提高的工作效率。
参考文献
[1] 张冬青.电子商务档案管理的智能化趋势[J].档案学研究，2011（6）.
[2] 姚凤臣.电子商务档案管理的智能化趋势探析[J].华章，2012（19）.
[3] 陈一红.电子商务档案管理面临的问题及其对策[J].档案，2011（6）.
[4] 沈江胜.关于电子商务档案管理的两个问题[J].黑龙江史志，2012（12）.
1．两种描述
（1）电场强度：反映电场本身力的性质的物理量.定义式为E=Fq，E为矢量，方向就是正电荷在该点所受的电场力的方向，合电场计算方法利用矢量叠加原理.
（2）电势：反映电场本身能的性质的物理量.定义式为φ=Epq，是标量，具有相对性.研究时一般取无限远处的电势为零，实验中常常取大地的电势为零.
电势差就是电压.设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则AB之间的电势差表示成UAB=φA-φB.电场中某点的电势与零电势的选取有关，但电势差与零电势的选取无关，所以研究电势差比研究电势有更加重要的意义.
2．两种图线
电场线是为了形象化描述电场而假想的曲线，它从正电荷或无穷远处出发终止于负电荷或无穷远处，电场线在某点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小.等势线（面）是电势相等的点构成的面.
电场线与等势线（面）的关系：等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直；场强E的方向是电势降落最快的方向，电场线由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.
由于实际中测定电势比测定电场要容易得多，所以常用等势面来研究电场，因此熟悉课本中常见电场及对应的等势面尤为重要.
3．一种类比思想
电场力做功与重力做功一样，在电场中移动电荷时，电场力做多少正功，电荷的电势能就减小多少；电场力做多少负功，则电荷的电势能就增加多少.计算方法为WAB=EpA-EpB=qφA-qφB=q(φA-φB)=qUAB.
在电场中移动电荷时，电场力做的功只与电荷的初末位置有关，而与电荷运动的具体路径无关.
把一个试探电荷从电场中A点移到B点时，设电场力做功为WAB，则AB两点的电势差为UAB=WABq.
二、常考题型
题型一考查电场强度、电势概念
电场强度和电势是从不同角度描述电场的两种性质的物理量，二者没有必然联系，一个物理量为0，另一个物理量不一定为0，一个物理量在增，另一个物理量不一定在增.
【例1】如图1所示，在两个等量正电荷M、N的连线上有A、B两点，分别位于两个点电荷右侧相同距离的位置，A点与左边电荷的距离小于A点与右边电荷的距离.下列判断中正确的是（）
图1A．场强EA＞EB
B．电势φA＞φB
C．分别从A、B两点由静止释放相同试探电荷+q，两者运动情况相同
D．若N换成-Q，则场强EA＞EB
答案：BD
解析：根据等量正点电荷的电场线和等势面分布图，如图2所示，可得EA＜EB(A点场强为两个电荷产生的分场强抵消，B点为叠加)，电势φA＞φB（两个电荷电势在A点一个与在B点电势相等，另一个大），故φA＞φB，选项A错误、B正确；若N换成-Q，则场强EA＞EB(A点场强为两个电荷产生的分场强叠加，B点为抵消)，选项D正确；由于释放点A、B场强、电势都不同，故分别从A、B两点由静止释放相同试探电荷+q，两者运动情况不同，选项C错误.
图2变式：如图3所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（）
图3A．A、B两处电势、场强均相同
B．C、D两处电势、场强均相同
C．在虚线AB上O点的场强最大
D．带负电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能
答案：BD
解析：根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点，如图4可知，A、B场强相同，A点电势高，故选项A错误；根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性，C、D两处电势、场强均相同，故选项B正确；根据电场线疏密表示场强的大小可知，在AB之间，O点场强最小，故选项C错误；O点电势高于B点电势，负电荷在O处电势能小于在B处电势能，故选项D正确.
图4点评：掌握等量同种、异种电荷电场线、等势面分布，掌握电场强度合成为矢量和、电势合成为标量和是解题的关键.
题型二考查电场中的三线问题
带电粒子在电场中“三线”指的是运动的轨迹线、电场线和等势线.带电粒子在电场中运动问题是电学部分的重点内容，同时也是难点内容，是历年高考必考内容.这部分问题综合性比较强，涉及带电粒子的电性问题、受力问题、运动问题、做功问题及能量变化问题等.
【例2】一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图5虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，则以下说法正确的是（）
图5A．无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小
B．无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势高
C．无论图中的实线是电场线还是等势面，电子在a点的电势能都比在b点的电势能小
D．如果实线是等势面，电子在a点的速率一定大于在b点的速率
答案：D
解析：根据电场线和等势面的特点及二者的关系，无论图中的实线是电场线还是等势面，ab两点的场强都相等；若图中实线是电场线，则根据做曲线运动的物体一定受到指向轨迹内侧的合外力，得电子受到的电场力水平向右，电场线水平向左，a点的电势比b点的电势低，从a到b的运动过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，电子在a点的电势能比在b点的电势能大，电子在a点的速率一定小于在b点的速率；若图中实线是等势面，则根据电场线和等势面垂直的关系和物体做曲线运动的条件，得电子受到的电场力竖直向下，电场线竖直向上，a点的电势比b点的电势高，从a到b的运动过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小，电子在a点的电势能比在b点的电势能小，电子在a点的速率一定大于在b点的速率，综上所述，答案选D.
变式一（考查电场线与轨迹线）
图6在图6中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域从a到b的运动轨迹，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可做出正确判断的是()
A．带电粒子所带电荷的符号
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
答案：BCD
解析：由于不知道电场线的方向，所以不可能判断出带电粒子所带电荷的符号，选项A错误；根据带电粒子做曲线运动的条件可判定，在a、b两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左，选项B正确；粒子在电场中从a向b点运动，故在不间断的电场力作用下，动能不断减小，电势能不断增大，故选项C、D正确.
点评：掌握电场线的特点和物体做曲线运动的条件是解题的关键.
变式二（考查等势线与轨迹线）
一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图7所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力，下列说法正确的有（）
图7A．粒子受到的电场力先不变后增大
B．粒子的速度不断增大
C．粒子的加速度先不变，后变小
D．若粒子从A点关于虚线对称的A′点射入电场后，将从B点关于虚线对称的B′点射出电场
答案：CD
解析：根据等势线的疏密程度反映电场强度的大小可得，粒子所受电场力先不变后减小，选项A错误、C正确；据电场线与等势面垂直可以画出电场线是喇叭状的，方向向右，粒子所受电场力方向向左，则只有负电荷才会向中间偏转，可判断出粒子带负电，粒子做减速运动，所以选项B错误；粒子从A点关于虚线对称的A′点射入电场后受力方向与从A点射入关于虚线对称，所以将从B点关于虚线对称的B′点射出电场，选项D正确.
点评：掌握等势线的特点，电场线与等势线的关系和物体做曲线运动的条件是解题的关键.
变式三（考查等势线与电场线）
图8如图8所示，匀强电场中有a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a=30°、∠c=90°，电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为（2-3）V、（2+3）V和2V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（）
A．（2-3）V，（2+3）V
B．0V，4V
C．（2-433）V，（2+433）V
D．0V，3V
答案：B
图9解析：如图9所示,ab中点（外接圆圆心）O的电势为2V，连接Oc，过O点作Oc垂线交圆周于ef，ef方向即为电场方向，故外接圆上f点电势最低，e点电势最高.设ab=2l，则场强E=Ub-Ua2lcos30°=2l，由Ue-2V=El和2V-Uf=El可得Uf=0、Ue=4V，选项B正确.
点评：掌握匀强电场的特点（在任意相等的距离上电势差相等），电场线与等势线的关系是解决问题的关键.
题型三考查电势、电场强度随空间分布的图象问题
由φx图象、Ex图象给出电场信息，考查获取信息的能力、综合分析物理问题的能力，是近年高考常考的题型.深刻理解φx图象、Ex图象，将图象与实际情景相对应，是解决问题的关键.
图10【例3】x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间线上各点电势高低如图10曲线所示(AP＞PB)，选无穷远处电势为0，从图中可以看出()
A．Q1电荷量一定小于Q2电荷量
B．P点电场强度是0
C．Q1和Q2之间线上各点电场方向都指向Q2
D．Q1、Q2可能是同种电荷
答案：C
解析：Q1附近电势大于零，而Q2附近电势小于零，可知Q1带正电、Q2带负电，选项D错误；Q1、Q2之间电场线由Q1指向Q2，选项C正确；根据电势对空间的变化快慢表示电场强度可知，两电荷连线上P点场强一定不为零，选项B错误；由于P点电势为0，即正电荷在P点的正电势等于负电荷在P点的负电势，因AP＞PB，故Q1＞Q2，选项A错误.
变式：真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图11所示，以下判断中正确的是（）
图11A．x=a点的电势高于x=2a点的电势
B．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1
C．点电荷M、N一定为异种电荷
D．x=2a处的电势一定为零
答案：AB
解析：电场强度E先正方向减少到零，又反方向增加，故必为同种电荷，选项C错误；顺着电场线方向电势越来越低，但电势零点是人为规定的，选项A正确、D错误；根据点电荷电场强度的决定式E=kQr2，x=2a处合场强为0可得点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1，选项B正确.
点评：φx图象是指静电场中电势φ随x变化情况的图象，φx图象斜率大小表示电场强度沿x方向分量的大小；Ex图象指静电场中电势E随x变化情况的图象，电场强度的0值是电场线改变方向的位置.
三、配套检测题
1．如图12所示，平行线代表电场线，但未标明方向.一个带正电、电量为10-6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10-5J，已知A点的电势为-10V，则以下判断正确的是（）
图12A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C．B点电势为零
D．B点电势为-20V
2．如图13所示，真空中有A、B两个等量异种点电荷，O、M、N是AB连线的垂线上的三个点，且AO＞OB，A带负电荷，B带正电荷，一试探电荷仅受电场力作用，试探电荷从M运动到N的轨迹如图中实线所示.下列判断中正确的是（）
图13A．此试探电荷可能带负电
B．此试探电荷一定带正电
C．两点电势φM小于φN
D．此试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能
3．某导体置于电场后周围的电场分布情况如图14所示，图中虚线表示电场线，实线表示等势面.A、B、C为电场中的三个点.下列说法正确的是()
图14A．A点的电场强度大于B点的电场强度
B．将正电荷从A点移到C点，电势能增加
C．A点的电势高于B点的电势
D．将负电荷从A点移到B点，电场力做正功
4．如图15所示，①②③是两个等量异种点电荷形成的电场中位于同一平面内的一簇等势线，其中③为直线，①②③为等差等势线．一电子以某一速度进入电场，仅在电场力作用下其运动轨迹如图中实线所示，轨迹与①②③分别交于a、b、c三点，下列说法正确的是（）
图15A．电子从a到c，电势能一直增加
B．从a到b电场力对电子做的功大于从b到c电场力对电子做的功
C．a点的电势比b点的电势低
D．电子在c点时的加速度为零
图165.如图16所示，A、B为均匀带电细圆环中轴线上的两点，O为圆环圆心，B点与O的距离小于A点与O的距离，若圆环所带电荷为正电荷，无穷远处电势为零，下列说法正确的是（）
A．O点电场强度为零
B．O点电势为零
C．A点电场强度比B点小
D．A点电势比B点低
6.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图17所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有()
图17A．B、C两点的电场强度大小EBx＜ECx
B．EBx的方向沿x轴正方向
C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功
【配套检测题答案】
1．答案：AC
解析：已知电场力做负功，WAB=-105J，UAB=WABq=-10-510-6V=-10V，并且UAB=φA-φB，故φB=φA+10V=0V，选项C正确；因为从A到B电场力做负功，故电场力向左，只能沿轨迹1运动，选项A正确.
2．答案：B
解析：做曲线运动的物体一定要受到指向轨迹内侧的合外力，此试探电荷受到的电场力方向一定与电场线方向一致，一定带正电，选项A错误、B正确；根据等量异种电荷电势分布特点φM＞φN，选项C错误；根据电势能Ep=φq，正电荷在电势高的地方电势能大，此试探电荷在M处的电势能大于在N处的电势能，选项D错误.
3．答案：C
解析：根据电场线的疏密表示场强的大小，A点的电场强度小于B点的电场强度，选项A错误；A点和C点处于同一个等势面，将正电荷从A点移到C点，电势能不变，选项B错误；根据顺着电场线方向电势越来越低，A点的电势高于B点的电势，将负电荷从A点移到B点，电场力做负功，选项C正确、D错误.
4．答案：A
解析：做曲线运动的物体一定要受到指向轨迹内侧的合外力，故电场力大致向左，电子从a到c，电场力做负功，电势能增加，选项A正确；由于等势线为等差等势线，故从a到b电场力对电子做的功等于从b到c电场力对电子做的功，选项B错误；电场线方向大致向右，a点的电势比b点的电势高，选项C错误；电子在c点时受电场力，加速度不为0，选项D错误.
5.答案：AD
解析：根据圆环所带电荷在中心处产生场强的对称性，O点电场强度为零，选项A正确；在水平直线上，O点处电场强度为0，无穷远处电场强度为0，在OA直线上电场强度为非单调的，又因为对称性，A点电场强度与B点电场强度没有确定关系，选项C错误；在水平直线上，电场线的方向从O点指向两侧，顺着电场线的方向电势越来越低，无穷远处电势为零，O点电势为最高的，选项B错误；根据对称性，A点电势比B点低，选项D正确.
【关键词】无刷直流电机；无位置传感器；三段式启动；虚拟中性点；低通滤波器
1.引言
无刷直流电机（BLDCM）完全具有传统直流电机的所有优良性能，但去除了电刷，避免了传统直流电机的缺点。相较于交流感应电机，其效率和控制性能亦有绝对的优势[1]。在机车牵引，水泵，风扇，家电等场合得到广泛应用。无位置传感器无刷直流电机在无刷直流电机的基础上进一步取消了位置传感器，使电机结构更为紧凑，进一步降低了电机成本，减少了电机维修费用，扩大了电机应用场合。
但无位置传感器无刷直流电机控制系统存在一些技术上的难点。无刷直流电机无论是启动还是换相，都需要能精确的判定转子位置，而无位置传感器无刷直流电机转子位置判定是难点。同时，电机在启动阶段，很多系统状态量尚未进入稳定状态，此时的位置检测更为不易，电机容易出现震荡甚至启动失败。在稳定状态下，大多数位置检测方法都有电容的出现，电容导致的相位延迟给位置信号的检测带来固有的误差，导致换相时刻不准确，电机转矩脉动明显。为了解决这些问题，科技工作者提出了大量的位置检测方法。本文分析对比多种位置检测方法，综合权衡，采用反电势——低通滤波法检测转子位置，这种方法原理简明，便于实现，控制效果理想。
采用反电势法进行位置判定时，在电机启动阶段，转速低，反电势幅值很小，难以准确得到电机换相时刻，为了克服此问题，本方案采用初始定位，外同步，自同步三段式启动方法，能良好的启动电机。在正常运行阶段，为了克服滤波器带来的相移误差，在控制器中对相位误差进行补偿，能精确的完成位置判定和换相。实验表明在此种方案下，电机能良好启动，运转平稳，转速误差极小。整个控制系统性能优良。
2.反电势法工作原理分析
目前SLBLDCM转子位置检测方法繁多，归纳起来如表1所示[2]。
其中，反电势法相较于电感法，状态观测器法，电动方程计算法等方法具有原理简明，不需要大规模计算，不依赖系统参数，系统易于实现，精度高的优点，在SLBLDCM控制中得到广泛应用。反电势法中，反电势过零检测法——低通滤波法相较于其它方法系统精简，精度高，不依赖于逆变器调制方式。综合考虑，本文中位置检测采用反电势法——反电势过零检测法——低通滤波法。下面对这种方法的原理作具体分析。
反电势为转子磁钢在定子绕组中感生出的电势，它的幅值和相位都与转子密切相关。图1表示出了转子位置与反电势之间的对应关系。
在P1时刻，为了让电机继续顺时针旋转，电机换相，电流从一开始的A相流入，B相流出，变成从A相流入，C相流出，此时转子磁钢在定子B相绕组中感生的反电势由一开始的负值向正值过渡。在P2时刻，转子转过了30°，此时转子磁钢与定子绕组合成磁链成空间垂直关系，在B相绕组中感生出的电动势为0。过了P2时刻，定子合成磁势在定子绕组中感应的电动势变为正值。对照图1可以看出，转子换相时刻和反电势过零点有固定的对应关系——从反电势过零时刻，延时30°电角度就是换相时刻。故可以通过检测反电势过零点间接得出换相点，这就是反电势法的原理。
3.模拟中性点法原理分析
根据上节的分析，可看出在A、C两相通电时，B相悬空，此时B相上的相电压就是反电势，只要检测出该相电压就可以得到反电势过零点。
从图2可以看出，在B相悬空的时候，其上电流ib为0，对于绝大多数电机，都无中点引出线，相电压ubn和中点电压un均不可直接测得，但此时ubn可由ub-un得出。通过测出端电压，求出中点电压，就可以间接得到反电势。这就是所谓的端电压法。
关于如何求出中点电压的方法，主要有PWM关断检测法和模拟中性点法。PWM关断检测法在开关管PWM关断期间检测端电压，以直流电源的一半作为中点电压，得出反电势[3]。此法受PWM调制的影响，且在重载情况下PWM占空比接近100%，PWM关断时间极小，给检测端电压带来困难[3]。模拟中性点电压反电势过零检测法引入低通滤波器，对电机端电压滤波，消除PWM调制，换相时因绕组电流变化引起的电抗电势等干扰信号，然后与参考电平比较。此法不受限于调制方式，其对应的原理电路如图3所示。
模拟中性点反电势过零点检测法中，A、B、C三相端电压经低通滤波器后，求和得出模拟中性点，滤波后的端电压再与此模拟中性点相比较就得出过零点。下面对这种方法进行数学分析[4]。
设A、B两项导通，C相悬空，由于A、B两项完全对称，故PWM调制信号为1时，电机中点电压为母线直流电压的一半ud/2，PWM调制信号为0时，电机中点电压为0，统一记为upwm/2。又设低通滤波器通带增益为1，则有：
与相位关系固定，相差，故反电势低通滤波法中的过零点就代表了反电势实际的过零点，只需对低通滤波器的相移作出补偿即可。这就是低通滤波波——模拟中性点过零点检测法的原理。
4.电机启动及过零点相移误差分析
前面分析了电机换相点获取的原理，很显然，电机反电势信号的幅值与转子转速成正比，在启动阶段，电机转速很慢，反电势幅值非常小，过零点鉴别困难，难以决定电机换相时刻，为电机启动带来困难。为解决无位置传感器无刷直流电机启动问题，科技工作者提出了多种启动方式，主要有特定位置开环启动法，任意位置开环启动法等[5]。
“三段式”启动法结合了预定位方式和斜坡升速驱动方式，将电机启动过程分为转子预定位，外同步，自同步三个阶段。启动过程平稳可靠。
在转子预定位阶段，先导通电机任意一相定子绕组，这分两种情况，一种是定子合成磁势与转子磁势F成非180°角度，一种是定子合成磁势与转子磁势F成180°角度。第一种情况下，转子必然转到其磁势与定子合成磁势重合的位置，如图4中的第三幅。第二种情况下，电子转子处在非稳态平衡点，任何扰动都会破坏掉这种平衡，使电机转子转到稳定平衡点。两种情况和最终稳定情况如图4所示（假定预定位导通的是A、C两相）。
当转子预定位成功后，三段式进入外同步阶段。此阶段转子位置难以精确辨明，电机处在开环加速状态，此时应结合电机调节特性曲线和分析计算的结果，对换相时间合理安排，逐步加速。具体计算方法在资料[4]中有详细介绍，此处不赘述。
一般情况下当转子转速达到额定转速的10%-15%左右时，反电势就会达到比较理想的地步，此时电机进入闭环状态，（下转第59页）（上接第41页）转子位置由反电势测得，即进入自同步阶段，电机启动完成。值得注意的是，切换点要选择在外同步信号与反电势信号相位基本同步的时刻，以减小电机切换震荡，如图5所示。
在第三节中，分析了相移误差的来源，假设低通滤波电路如图6所示。
5.方案MATLAB仿真及实验结果
通过以上的分析和对比，本文中转子位置判定方法采用反电势低通滤波器模拟中性点法，启动方法采用三段式启动法，并对低通滤波器相移误差进行补偿。
MATLAB/SIMULINK仿真模型如图7，电机参数为额定功率为200W、额定转速为3000r/min、5对极、定子电阻Rs为1.5Ω、定子电感Ls为8.5e-3H。
电机仿真转速曲线和反电势波形如图8所示。从图中可看出速度响应曲线良好。启动阶段反电势幅值较小，但电机三段式启动平稳可靠，只有切换点出现了轻微震荡。
电机试验系统采用TMS320F2812作为核心控制芯片，控制电机为东洋公司92BL—4015H1—LKB，额定功率400W，额定电压220VAC，额定转速1500rpm，额定转矩2.5牛米，额定电流2A。
电机端电压波形如图9，模拟中性点和滤波后的反电势波形如图10所示。从图9，10可以看出，一开始反电势完全被端电压所淹没，经低通滤波器后，得到了理想的反电势和模拟中性点波形，经比较器后得出了非常理想的转子位置信号。
图12为启动阶段电机相电流波形，从图中可以看出，三段式启动方案能很好的完成电机启动，波动较小，启动迅速。
图13为未对滤波器相移补偿和对滤波器相移补偿后的定子电流波形。从图中可以看出，未补偿时，相电流存在明显的尖峰脉冲，转矩脉动必然较大，补偿后，尖峰得到明显抑制，波形显著改善，能有效消除转矩脉动。
综上可以看出，反电势低通滤波法结合相延补偿，能精确的完成无位置传感器无刷直流电机转子位置判定。三段式启动法原理简明，启动迅速，震荡小。这些方法相结合，在无位置传感器无刷直流电机控制中能发挥重要作用，能构成性能优良的无位置传感器无刷直流电机控制系统。
参考文献
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作者简介：
刘攀（1986—），西南交通大学硕士研究生，研究方向：电机控制。
关键词：电子商务平台；“寡头化”趋势；经济学分析；应对策略
1电子商务平台“寡头化”趋势的主要特征
1．1移动化特征：从电子商务平台的形态来看，电子商务平台“寡头化”趋势的移动化特征非常显著，且其终端结构也产生了非常大的变化，甚至还将颠覆PC电商。电子商务平台的终端逐渐由PC电商终端慢慢发展成为移动终端，从而使得电子商务平台“寡头化”形态逐渐发展成为移动化。另外通过2015年的洗礼，在电子商务平台中，以“微商”为代表的电子商务会不断将行业的发展秩序规范化，将商业模式创新化，从而探索出更大的增长空间，且在未来发展的过程中，还能实现更大的突破，从而有利于促使移动腾讯电子商务平台更快的发展，并促进阿里系电子商务平台也逐渐朝着移动化的平台转换。
1．2服务化特征：从电子商务平台的内容来看，电子商务平台“寡头化”趋势的服务化特征逐渐凸显，随着人们生活水平的不断提高，人们的日常消费的需求也在不断的发生转变，这对电子商务平台的服务内容造成了很大的影响。在2015年，电子商务平台寡头已经开始向生活电商服务方面进行投资，例如百度糯米，快递与滴滴的合并等。在今后的消费需求中，其会由产品销售逐渐转变成服务类的销售。因此电子商务平台“寡头化”趋势也会逐渐拓展到服务化的平台中去，这样一来其在未来的电商市场竞争中将会获得更大的优势。
1．3纵深化特征：从电子商务平台的辐射来看，电子商务平台“寡头化”趋势服务化的特征日趋明显。随着各种扶持政策、物流快递网络以及基础网络设施的建设，电子商务平台也正在逐渐下沉，在一些乡镇地区以及三四线的城市中，电子商务正在表现出飞速的发展趋势，京东、苏宁以及阿里等电子商务平台都在大力的开发农村市场以及三四线城市等。
1．4融合化特征：从电子商务平台的结构来看，电子商务平台“寡头化”趋势还具有较强的融合化特征。目前，实体商业与电子商务融合的趋势日益凸显，且两者也逐渐有冲击关系转变成融合关系。同时随着物联网、大数据以及可穿戴设备等现代化技术的不断发展和应用，虚拟现实的销售模式也会得到更大的创新，并且实体商业也会面临又一次发展的机遇。另外由于电子商务平台的竞争局势的不断加剧，实体商业还能够为电子商务平台提供更好的支撑，从而极大的促进实体商业与电子商务寡头的纵向融合。
1．5全球化特征：从电子商务平台的格局来看，电子商务平台“寡头化”趋势正逐渐趋向于全球化。近些年，电子商务平台的跨境使得电商获得全新的增长点，国内庞大的消费能力以及海外市场等促使电子跨境商务获得了更大的发展。但是在电子跨境商务中，由于其存在巨大的市场空间，涉及到了很多的环节，例如边检以及海关等，因此各个国际对于者方面的政策还存在较大的动态性。
2电子商务平台“寡头化”趋势的应对策略
2．1辩证认识“寡头化”趋势：电子商务平台“寡头化”趋势本身具有一定的必然性，这与行政力量干预下的形成的寡头具有本质差异。因此政府在制定决策的过程中，要辩证的、客观的认识电子商务平台的“寡头化”趋势，不仅要看到其存在的弊端，同时也要看到其存在的有利因素。同时企业们也要对其进行理性对待，要清楚的认识到电子商务平台发展以及生存中，用户才是关键因素，因此只有将用户的需求充分考虑到，才能促使电子商务平台获得更大的发展。
2．2健全法律体系：在社会经济发展的过程中，寡头垄断会对其产生非常严重的负面影响，同时还会对消费者以及中小企业造成一定的影响。因此针对电子商务平台“寡头化”趋势，首先就是在确保政策以及立法灵活的前提条件下，以行业公约自律以及规划发展为基础点，实时健全相关的法律法规体系，并不断完善相应的监管体系。要对电子商务平台给消费者以及中小企业造成的损害进行深入的调查和研究，并不断吸取电子商务平台的有效规制滥用市场的科学经验，从而促使电子商务平台能够获得更好的发展。
2．3重视差异引导：电子商务平台“寡头化”趋势并不代表电子商务平台的建设缺乏机会。电子商务平台的蓬勃发展，也为一些特色领域以及细分的行业带来了一些商业机会。因此针对电子商务平台“寡头化”趋势，可以制定一些具有特色差异的扶持计划进行有效的引导，并且还可以支持一些电子商务平台的商业网站的发展和建设。同时还可以对一些中小企业进行交易扶持，并不断激励电子商务企业注重创新和增量，这样就能打造出一批更具有特色的电商平台。
2．4创造有利环境：最后针对电子商务平台“寡头化”趋势，对于市场以及政府之间的关系也要进行正确的处理，并始终坚持在资源配置的过程中将市场的作用充分的发挥出来，同时还要努力创造更加开放的、公平的、和谐的市场有利环境，例如搭建监管部门、企业、港口码头以及地方政府在内的多元化的服务性、公共性商务平台从而确保电子商务平台能够实现规范化、健康化的发展。
3总结
综上所述，在电子商务平台“寡头化”的趋势之下，必须对其进行正确的认识和客观的对待，要辩证的对电子商务平台的发展以及寡头垄断下的市场经济进行分析和研究，从而探索出能够促使电商平台、消费者以及中小企业都能获得最佳效益的有效策略。
作者:李东升 单位:河南省实验中学高三8班
参考文献:
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［2］何勇．电子商务平台“寡头化”趋势的经济学分析［J］．上海经济研究，2016，03：104－111．
［3］王法涛．电子商务平台纵向关系治理及竞争策略研究［D］．北京邮电大学，2014．
关键词：原电池；化学能；电极电势；金属活动性；余属性
文章编号：1005―6629(2010)04―0001―04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
电化学是研究电能和化学能之间相互转化.及转化过程中规律的科学。它是化学中的一个重要领域。其理论研究和实际应用都很有意义。有关电化学的内容也是中学化学的重点内容之一。电化学的两种基本实验装置是原电池和电解池，而原电池是研究电化学的基础，因此，深入理解其相关概念和原理是很有必要的。本文结合物理化学的相关知识，对化学中涉及原电池的一些知识作介绍和诠释。
1、原电池的表示方法
要表示一个电池的组成和结构。最直接的方法是用图像，但是比较麻烦，简便的方法是采用化学式和符号。例如，有盐桥的丹尼尔(Daniell)电池可用以下符号表示：
Zn(s)|ZnSO4(a1)CuSO4(a2)|Cu(s)
丹尼尔电池发现于1836年，是第一个具有稳定电动势(1.1 V)、能连续放电的电池。上述符号表示把锌棒插在硫酸锌溶液中，铜棒插在硫酸铜溶液中。中间用盐桥相联，如图1所示：
按惯例，电池的表示方法包括四个要点：
(1)负极写在左边(进行氧化反应)，正极写在右边(进行还原反应)。
(2)用单垂线“|”表示相界面，包括电极与溶液之间、一种溶液与另一种溶液之间、两个不同浓度的同种溶液之间的界面。双垂线“”表示盐桥，盐桥可使不同电解质溶液间的液接电势降至可忽略不计(1-2 mV)，但不能完全消除。
(3)要注明温度和压力，如不写明。一般指298.15 K和标准态压力pθ(105 Pa)；一般要标明电极的物态(若是气体要注明压力和所依附的惰性电极种类)，及所用电解质溶液的活度(稀溶液可用浓度表示)，因为这些都会影响电池的电动势。
值得注意的是，在实际测量通过原电池的电流时，图1中所用电流表的量程应足够的大。否则电路闭合时，产生的电流可能会损坏电流表。如能在电路中串联一个可变电阻器，则更为合适。
2、电化学装置电极命名规定
原电池或电解池，正、负极的命名是按物理学的习惯，按从电极电势的高低规定，电势l较高的电极称为正极，电势较低的电极称为负极。阴、阳极的命名则是从电极反应的类型区分.发生还原反应的电极称为阴极，发生氧化反应的电极称为阳极。
习惯上，把原电池的两极分别称为正极和负极。正极的电势高，发生还原反应：负极的电势较正极的低，发生氧化反应。电解池的两极则通常以阴、阳极命名。，外加直流电源的负端(电势低的一端)与电解池的阴极连接，正端(电势高的一端)与阳极连接。因此，从外加电源的角度区分，电解池的阴极为负极，阳极为正极。
3、化学能与可逆电池
3.1 化学能
原电池是可以实现化学能直接转化为电能的装置.那么化学能从何而来呢?
化学热力学指出，等温等压可逆过程中，体系吉布斯能的变化ΔG等于体系与环境间交换的可逆非体积功。电池放电时，体系对环境所做的非体积功就是电功。即在等温等压可逆条件下，体系吉布斯能的变化等于原电池所做的可逆(最大)电功，ΔGT.p=W可逆＝-nFE，式中E为可逆电动势(V)；n是电极反应中转移电子的物质的量(mol)；F是法拉第常数，即1 mol电子所带的电量：96485 C・mol-1。
原电池只有在等温等压可逆条件下工作，才能做出最大电功，才能把化学能全部转化为电能，也才满足关系式GT.p=W可逆＝nFE。所以，化学能就是等温、等压反应过程中体系吉布斯能的变化。对同一原电池.若在等温等压以不可逆方式工作，反应的ΔGT.p。与可逆过程的相同(因反应的始终态相同)，但原电池所做的电功W不可逆
3.2可逆电池和不可逆电池
根据热力学中对可逆过程所下的定义，可逆电池必须具备如下两个条件：
(1)电池反应的物质可逆一电池的放电与充电反立互为逆反应。从物质角度看，电池经过放电反应达某一终态，充电时能遵循原反应的逆过程回复到始态，同时环境也恢复原状，没有任何物质的损耗。如，铅酸蓄电池的反应可以符合该条件：2Pb-SO4(s)+2H2O(l)＝Pb(s)+PbO2(s)+2SO42-(a)+4H+(a)
(2)电池反应的能量可逆――电池的放电、充电，都是在电流IO的状态下无限缓慢地进行，电池经过放电、充电的一个循环，体系和环境都能恢复原状，没有任何能量的损耗。
电池在实际放电、充电过程中都有电流通过，是以不可逆的方式进行工作的，但研究可逆电池仍然十分重要：①从热力学来看，可逆电池所作的最大电功是化学能转化为电能的极限，这为改善电池性能提供了一个理论依据。②测量一定温度、压强下电池的可逆电动势E和温度系数(dE/dt)。，可计算得到等温、等压下电池反应的ΔG、ΔH、ΔS等.由此得到的数据精度远高于量热法所得的数据。
根据可逆电池的条件可知，测量电池的可逆电动势必须在电流IO的状态下进行。因此，不能用普通的电压表来测量，因为将电压表和待测电池接通后，电池中将发生明显的化学变化并有电流通过，这样就不符合上述讨论的可逆电池的工作条件。用“对消法原理”可达到测量可逆电动势的目的Ⅲ。电位测量仪就是根据该原理制作的，可方便、快捷、精确地测定电池的可逆电动势。
4、可逆电极、平衡电极电势和标准电极电势
4.1
可逆电极的类型
电化学中的电极，是一个由电子导体(如金属)和离子导体(如电解质溶液)组成的体系。电极的种类很多，但构成可逆电池的电极必须是可逆电极，即在电极上进行的反应必须是接衡态的。根据结构和反应的类型，可逆电极可分为三类：
(1)第一类电极，只有金属导体和电解质溶液间的惟一相界面。主要包括：
①金属电极，由金属浸在该金属离子的溶液中。如Cu(s)―CuSO4(a)；
②汞齐电极，如Na(Hg)|Na+(a)[Na(Hg)称为钠汞齐，由于活泼金属钾、钠等在溶液中会与水发生反应，故将其溶于汞中以降低活性]；
③氧化还原电极，由导体(通常为铂电极)浸在含有同种物质不同价态离子的溶液中构成，但惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态离子间电子转移的场所。如Pt(s)|Fe3+(a1)，Fe2+(a2)。
(2)第二类电极，有两个相界面。主要包括：
①难溶盐电极。将金属表面覆盖一层该金属的难溶盐，然后再浸入含有难溶盐阴离子的溶液中构成，存在金属与难溶盐、难溶盐和电解质溶液之间的两个相界面，如Hg(I)|Hg2Cl2(s)|Cl-(a)；
②难溶氧化物电极，如Ag(s)|AgO(s)|OH-(a)；
③膜电极，如玻璃电极、生物膜电极、离子交换膜电极等。
(3)第三类为气体电极，如Pt(s)|H2(P)|H+(a)。
4.2 平衡电极电势和非平衡电极电势
可逆电极电势称为平衡电极电势，它在标准态下具有惟一确定和稳定的量值，其与电极反应各组分活度之间的关系可用能斯特(Nernst)方程表示。
上述三类可逆电极以外的其他电极.都是不可逆电极。不可逆电极在无电流通过时具有的电极电势称为非平衡电极电势，其大小随电解质的不同而不同，有时量值可能不稳定，也不服从能斯特方程。
水果电池和将Cu棒、Zn棒插入稀硫酸中构成的原电池，其电极都是不可逆电极，建立起的都是非平衡电极电势，组成的电池虽能产生电流.但不稳定，无应用价值。
4.3 能斯特方程
对于电极反应aA+bB+negG+hH，平衡状态时的电极电势为式中ψθ。(为该电极的标准(还原)电极电势，为氧化态或还原态物质的活度，或气体的分压；R为气体摩尔常数(8.314 J・mol-1・K-1)；F为法拉第常数；T为热力学温度；n为电极反应中转移电子的物质的量。在298K时，上式可简化为：
上式求得的是电极物质发生还原反应时的电极电势，故称为还原电势。
电池的(可逆)电动势为正极电势与负极电势之差：E=ψ+-ψ
若将电池反应写成一般式：aA+bBgG+hH，则计算电池电动势的能斯特方程为对稀溶液，可近似把浓度代替活度进行电极电势或电池电动势的计算。
4.4 标准电极电势
虽然电池的电动势可测定，但单个电极的绝对电势不能实验测定或理论计算得到，只能采用相对电极电势。
国际上统一采用标准氢电极作为基准.且规定在标态、任意温度下，标准氢电极的电极电势为零。将待测电极与标准氢电极组成电池，设待测电极发生还原反应时，该原电池的电动势即为待测电极的电势ψ。因为规定待测电极均发生还原反应.所得的电势称为还原电势。在历史上也有采用氧化电势的，但现在普遍使用的是还原电势。
电极反应各组分的活度均为1时的氢标电极电势，称为该电极的标准电极电势，以ψθ表示。标准电极电势不随电极反应的方向和计量系数改变.非标准状态的电极电势可通过能斯特方程求得。
将电极反应按标准电极电势由低到高的顺序排列，可得到标准电极电势表，据此，可十分简明地判断氧化还原反应的方向。但需注意，只有在相同的温度、压强、活度条件下，才可进行比较。
5、原电池的类型及其工作原理
根据组成及变化特点，原电池的分类方式主要有三种：
(1)按电池中物质所发生的变化分类。凡电池反应的净结果为化学反应者称“化学电池”，凡电池反应的净结果仅是高浓度变成低浓度者称‘‘浓差电池”。
(2)按电池包含电解质溶液的种类分类。只含一种电解质溶液的称“单液电池”，含两种电解质溶液的称“双液电池”。
(3)按电池中能量转化的程度分类。凡化学能全部转化为电能者称“可逆电池”，凡化学能只部分转化为电能者称“不可逆电池”。
5.1 化学电池
一般所说的电池都是化学电池。可分为单液化学电池【如：Zn(s)|H2SO4(a)|Cu(s)】和双液化学电池【如：Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(a1)AgNO3(a2)|Ag(s)】。
一般而言，双液电池的电极是平衡电极，能够提供稳定、持续的电流。但其液体接界处的扩散过程是不可逆的，故为不可逆电池。严格讲只有单液电池才可能构成可逆电池，例如，Pt(s)|H2(p)|HCl(a)|AgCl(s)|ag(s)。
5.2 浓差电池
由于两电极间电解质浓度不同，或电极上反应物的浓度不同而构成的电池称为浓差电池。有单液浓差电池【如：K(Hg)(a1)| KCl(a)| K(Hg)(a2)】和双液浓差电池【如：Ag(s)|AgNO3(a1)AgNO3(a2)|Ag(s)】。
5.3 腐蚀电池
若将一个原电池的两极，用一条电阻近似为零的导线连接起来，就将原电池短路。如，将Cu棒、zn棒插入稀H2SO4中，用导线和电流表连通外电路使其工作，即是一个短路的原电池。其也产生电流，说明有电现象产生，但其端电压E≈V，对外界所做的实际电功等于零，化学能并没有转化为电能，而几乎全部以热的形式散失，相应的电极反应都以最大程度的不可逆方式进行。
像这种只能导致金属材料破坏而不能对外界做电功的短路原电池，称为腐蚀电池。不同金属相接触，或金属中含有杂质离子，与腐蚀介质接触时.能发生电化学腐蚀，即形成短路腐蚀电池。在腐蚀过程中，腐蚀电池的电极电势会明显偏离未通电时的开路电势，该现象叫做电极的极化，结果使阴极电势变得更低，阳极电势变得更高。因此，在电池短路后的几秒到几分钟内，腐蚀电池的电动势骤然减小，电流也急剧降低，最终稳定时的电流值较起始值小很多。
6、原电池的构成条件及设计
6.1 原电池的构成条件
由上述的介绍和分析，可以总结出构成一个原电池所需的条件：
(1)两个导体分别作为正、负极。若电池为单液电池，两电极的化学性质须不相同；若电池为双液电池，则两电极可相同。
(2)连通的电解质溶液构成两极间的内电路。两个电极插入同一电解质溶液，或分别插入两种不
同的电解质溶液，再用盐桥连通。
构成原电池是否必须一条接通外电路的导线呢?当然.要使原电池工作，必须有导线和负载构成闭合回路。当原电池未构成闭合回路时，仍然是原电池，正如一个干电池未工作时，我们仍然认为它是电池。因此，形成闭合回路是原电池必需工作的条件，而非构成原电池的必需条件。
(3)电池反应必须是可以自发进行的反应。因为根据原电池的定义和热力学的基本原理，在常温常压下对外界能做其他功(非体积功)的反应必定是可以自发进行的反应。
6.2 原电池的设计
将一过程设计成原电池，方法和步骤如下：
(1)将此过程分解成氧化反应和还原反应两部分，总反应与该过程相同。
(2)将氧化反应部分作为负极，还原反应部分作为正极。从左到右写出电池表示式。对于气体电极和氧化还原电极，需用惰性电极，如Pt等。
(3)当存在液接电势时，用盐桥连接溶液。
例如：电池反应Ag+(a1)+Fe2+(a2)Ag(s)+Fe3+(a3)，氧化极：Pt(s)|Fe2+(a2)，Fe33+(a3)，还原极：Ag+(a1)|Ag(s)，电池可表示为：Pt(s)|Fe2+(a2)Fe3+(a3)Ag+(a1)|Ag(s)。
对于非氧化还原反应，例如，CI-(a1)+Ag+(a2)AgCl(s)，则先在反应方程式两边添加物质：Ag+(a2)+Ag(s)+C1-(a1)AgCl(s)+Ag(s)，然后，根据所给反应先确定一个电极：Ag+(a2)+eAg(s)，再利用总反应确定另一电极，最后，写出电池表示式：Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(a1)Ag+(a2)|Ag(s)。
7、金属活动性与金属性
7.1 金属活动性
金属活动性是指金属单质在水溶液中形成稳定低价态水合阳离子的趋势，趋势越大，金属活动性越强，反之则越弱，可用标准电极电势来判断。
通常使用的金属活动性顺序表，就是根据金属与其水溶液中形成的简单低价态离子所构成的电极反应的标准电极电势，由小到大的顺序排列的。标准电极电势越小.金属活动性越强，反之则越弱。
金属活动性顺序表具有广泛的用途，但也有一定的局限性，在应用中应注意以下几个方面：
(1)金属活动性顺序表是根据标准电极电势排列的.只是从热力学的角度指出了氧化还原反应进行的可能性，仅指反应趋势的大小，不能说明反应的速率。
(2)金属活动性顺序表对于非水溶液、高温固相反应等不适用。
(3)金属与酸反应的产物还与酸的氧化性、浓度、温度等因素有关。
(4)用金属的标准电极电势判断金属的腐蚀倾向是非常粗略的，因为金属在腐蚀介质中的电势顺序不一定与标准电极电势表相同，主要原因有：
①实际的金属不是纯金属，多为合金；
②大多数金属表面上有一层氧化膜，并不是的纯金属。如，根据金属活动性顺序表，Al比Zn活泼.但Al在空气中易生成具有保护性的氧化膜而比Zn稳定。
③通常腐蚀介质中金属离子的浓度不是标准态浓度l mol・L-1，与标准电极电势的条件不同，但可通过能斯特方程计算得出该离子浓度下的电极电势后再进行比较。
7.2 金属活动性与金属性的区别
金属性是指元素的原子失去电子变成阳离子的倾向。这种倾向的大小与原子结构密切相关，其定量标度是电离能。一般说来，元素原子的电子层数越多，原子半径越大，最外层电子数越少，电离能越小，原子变为阳离子的倾向就越大，金属性越强。否则，金属性就越弱。还可以用其最高价氧化物的水化物一氢氧化物的碱性强弱来判断。
一般条件下，金属性越强的元素，金属活动性也越强，但也有例外。如，钠的第一电离能(496 kJ・mol-1)比钙的第一电离能(590 kJ・mol-1)小，因此钠的金属性比钙强。但是钙在水溶液中形成水合离子的倾向比钠大，即钙的标准电极电势(-2.869 V)比钠(-2.714 V)更小，所以钙的金属活动性反而比钠强。铜(7453 kJ・mol-1，0.3402 V)和银(730.8 kJ・mol-10.7996 V)也有类似的情况。
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1 把握一条线索
电场中有一条线索贯穿整章始终，这就是电场线。电场线是形象、粗略描述电场的一种方式，从它的分布情况可定性地分析场强的大小和方向、电场力的大小和方向、电势的高低等，因此把握电场线及其特点是学好静电场的关键。
电场线是一簇假想曲线，它常有以下几个特点：①从正电荷出发，终止于负电荷；②电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；③电场线的疏密程度表示场强的强弱；④电场线不相交也不闭合，也不是客观存在于电场中的线。
例1 如图1所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离。用φa、φb和φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（）
A.φa>φb>φc
B.φa-φb=φb-φc
C.Ea>Eb>Ec
D.Ea=Eb=Ec
解析 因为题中只已知一条电场线，无法知道电场线的疏密程度，所以电场强度的大小无法判断；根据沿着电场线的方向是电势降低最快的方向，可以判断A选项正确。虽然a、b间距离等于b、c间距离，但只有在匀强电场中，沿场强方向相同距离的电势差恒定，因此电势差的大小也就无法判断。故本题正确答案应为A。
2 掌握两个定律
电场中有两个基本定律，即电荷守恒定律和库仓定律。电荷守恒定律是指电荷既不能被创造也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷代数和保持不变。库仓定律是指真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量成正比，跟它们之间的距离平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，表达式F=kq1q2r2。这两个定律是解决点电荷之间相互作用力问题的依据，在应用时要注意库仓定律的适用条件和各物理量的对应性。
例2 已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为23e，下夸克带电为-13e，e为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l（l=1.5×10-15m），试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仓力）。
解析 因为质子带电为+e，所以由电荷守恒定律可知，它一定是由2个上夸克（电量为2×23e+）和1个下夸克（电量为-13e）组成的，即满足2×23e+（-13e）=+e。
按题意可知，三个夸克必位于边长为l的等边三角形的三个顶点处，如图1所示。这时上夸克与上夸克之间的静电力应为：F1=k23e×23el2=49ke2l2
代入数值解得：F1=46N，并且为斥力。
上夸克与下夸克之间的静电力为：F2=k13e×23el2=29ke2l2
代入数值可得：F2=23N，并且为引力。
3 理解三个概念
电场中的概念较多，但最基本、最重要应是电场强度（简称场强）、电势和电势能，这三个概念必须深刻理解。放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，其定义式为E=Fq（q为试探电荷），电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点受力方向相同。电场中某点的电势，等于该点和所选零电势间的电势差，电势是标量，具有相对性，所以与零电势点的选取有关，一般取大地或无穷远电势为零。电势能是指电荷在电场中由电荷和电场的相对位置所决定的能量，电势能是标量，它同样具有相对性，即电势能的大小与电势能的零点选取有关。
例3 如图所示的是在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入检验电荷时，电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系。下列说法正确的是：（ ）
A.这电场是匀强电场
B.a、b、c、d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec
C.这四点场强大小关系是Eb>Ea>EC>Ed
D.无法比较E值大小
解析 对某一点的场强，由F=Eq，可知F跟q的关系图线是一条过原点的直线，该直线的斜率的大小即表示场强的大小，由些结合图象可得出Ed>Eb>Ea>Ec，选项B正确。
例4 某静电场沿x方向的电势分布如图3所示，则：（）
A.在0-x1之间不存在沿x方向的电场
B.在0-x1之间存在着沿x方向的匀强电场
C.在x1-x2之间存在着沿x方向的匀强电场
D.在x1-x2之间存在着沿x方向的非匀强电场
解析 根据电场线垂直于等势线，沿电场线方向电势降低，电场线的切线方向为电场强度方向等性质和结论，由图3可看出0-x1之间电势没有变化，所以不存在沿x方向的电场，选项A正确、B错误。
由图3看出x1-x2之间在x方向相等距离的电势降落相等，即该区间为匀强电场，所以选项C正确、D错误。
4 明确四对关系
电场中必须明确以下四对重要关系：
（1）电势差与电场强度的关系：在匀强电场中，任两点间的电势差等于电场强度与该两点在场强方向上的距离的乘积，即U=Ed（其中d是两点沿电场线方向上的距离）。
（2）电势差与电场力做功的关系：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟移动电荷量的比值等于电势差，即U=W/q
（3）电势能的变化与电场力做功的关系：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加；且电场力做多少功，电势能就变化多少，即W=Δε。
（4）平行板电容器的电容与极板间距离和正对面积的关系：平行板电容器的电容与极板间距离和正对面积的关系为C=εS4πkd。
例5 在匀强电场中，如图4中所示分布着A、B、C三点。当把一个电量q=10-5C的正电荷从A沿AB线移到B时，电场力做功为零；从B移到C时，电场力做功为-1.73×10-3J。试判断该电场的方向，算出场强的大小。
解析 将电荷由A移至B时电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，又由于是匀强电场，等势面为平面，故AB面为一等势面；再由将正电荷由B移至C时克服电场力做功可知，C点电势高于B点电势，场强方向应垂直AB向下。
根据W=qU，可得UBC=WBCq=-1.73×10-310-5=-173V
又由匀强电场中场强与电势差距关系E=U/d
可得：E=UBCd=1732×10-2×sin60°=1000V/m
例6 传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么：（）
A.当F向上压膜片电极时，电容将增大
B.当F向上压膜片电极时，电容将减小
C.若电流计有示数，则压力F发生变化
D.若电流计有示数，则压力F不发生变化
解析 当F向上压膜片电极时，减小了极板间距离d，电容C增大，所以选项A正确。若与之相连的电流计有示数，这表明有电荷的定向移动，说明电容器中有充、放电，所以电容发生了变化，可知压力F发生变化，选项C也正确。
5 熟悉五种电场分布
熟悉以下几种常见的电场分布，对有效提高解题速度、拓展思维的广度等很有帮助，尤其要注意等量同（或异）种电荷的连线中垂线上的场强（在上图中可直观看出其定性分布特点）。
6 会处理带电粒子在电场中的偏转问题
如图6所示，质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U，则射出时的侧移y和偏转角为θ：
（1）侧移：y=12(Uqdm)(Lv0)=qUL22mv20d
千万不要死记公式，要清楚物理过程。根据不同的已知条件，结论改用不同的表达形式（已知初速度、初动能、初动量或加速电压等）。
（2）偏角：tanθ=vyv0=qULdmv20，注意到y=L2tanθ，说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。
例8 如图7所示的真空管中，质量为m，电量为e的电子从灯丝F发出，经过电压U1加速后沿中心线射入相距为d的两平行金属板B、C间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上，设B、C间电压为U2，B、C板长为l1，平行金属板右端到荧光屏的距离为l2，求：
（1）电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角。
（2）电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离。
解析 电子在真空管中的运动过分为三段，从F发出在电压U1作用下的加速运动；进入平行金属板B、C间的匀强电场中做类平抛运动；飞离匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动。
（1）设电子经电压U1加速后的速度为v1，根据动能定理有： eU1=12mv21
电子进入B、C间的匀强电场中，在水平方向以v1的速度做匀速直线运动，竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动，其加速度为：a=eEm=eU2dm
电子通过匀强电场的时间：t=l1v1
电子离开匀强电场时竖直方向的速度 vy为：vy=at=eU2l1mdv1
电子离开电场时速度 v2与进入电场时的速度v1夹角为α（如图8）则：tgα=vyv1=eU2l1mdv21=U2l12U1d
所以解得：α=arctgU2l12U1d
（2）电子通过匀强电场时偏离中心线的位移：y1=12at2=12eU2dm・l21v21=U2l214U1d
电子离开电场后，做匀速直线运动射到荧光屏上，竖直方向的位移：y2=l2tgα=U2l1l22U1d
所以电子打到荧光屏上时，偏离中心线的距离为：y=y1+y2=U2l12U1d(l12+l2)
复习时，我们应首先把这个知识点重视起来，认真对待每一种题型。只有攻克选择题，才有可能在计算题中获取高分。
选择题热考向一：带电粒子在电场中的运动
选择题中带电粒子在电场中的运动问题，多为由粒子的运动轨迹判断电场力、电场力做功以及电势能的变化。而这一部分的另一个重点――带电粒子在电场中的加速过程或偏转过程也时有出现，但更多时候是出现在计算题中。
例1：如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线（方向未画出）、虚线a、b、c代表等势线，已知a与b、b与c之间的电势差相等，b等势线的电势为零，虚线AB是一个带电荷量为q=+4.8×10-10 C的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，若带电粒子过a、c等势线时的动能分别为4.8×10-9 eV和9.6×10-9 eV，则下列说法正确的是（ ）
A.相邻等势线间的电势为10 V
B.a等势线的电势为5 V，c等势线的电势为-5 V
C.带电粒子一定是从A点运动到B点
D.带电粒子运动到b等势线时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下
解析：若带电粒子从A到B，则动能增加，由功能关系可知电势能减小，则电场力做正功，根据
，故相邻等势线间的电势为
5 V，因为b等势线为零，故a等势线的电势为5 V，c等势线的电势为-5 V，故A项错，B项对；带电粒子可以是从A点运动到B点，也可以是从B点运动到A点，但过等势线b时所受电场力的方向可以由曲线运动的条件判断一定是沿电场线的切线方向斜向下，故C项错，D项对。
【点评】带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线、等势线都不重合的曲线，这种现象简称为“拐弯现象”，其实质为运动与力的关系。处理这类问题时，有以下三点需要注意：
① “运动与力两线法”――如图所示，分析时要画出“速度线”（运动轨迹在初始位置的切线）与“力线”（在初始位置电场线的切线方向），从二者的夹角情况做曲线运动情景分析（运动轨迹在两线之间且力指向轨迹的凹侧）。
②“三不知时要假设”――电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、带电粒子运动的方向，是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知（三不知），则要用“假设法”分别讨论各种情况。
③当带电粒子在电场中做匀变速直线运动时，一般用力的观点来处理；当带电粒子在电场中做类平抛运动时，用运动的合成和分解的方法来处理；当带电粒子在电场中做一般曲线运动时，一般用动能定理或能量的观点来处理。
选择题热考向二：带电粒子在磁场中的运动
在全国新课标高考卷中，本部分通常以计算题的形式出现，但最近两年则以选择题的形式出现，值得我们注意。带电粒子在磁场中运动问题主要考查洛伦兹力的确定，运动半径p周期与时间的求解等。
例2：如图所示，三个半径分别为R、2R、6R的同心圆将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域。其中圆形区域Ⅰ和环形区域Ⅲ内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B和。一
个质子从区域Ⅰ边界上的A
点以速度v沿半径方向射入磁场，经磁场偏转后恰好从区域Ⅰ边界上的C点飞出，AO垂直CO，则关于质子的运动下列说法正确的是（ ）
A.质子最终将离开区域Ⅲ在区域Ⅳ内匀速运动
B.质子最终将一直在区域Ⅲ内做匀速圆周运动
C.质子能够回到初始点A，且周而复始地运动
D.质子能够回到初始点A，且回到初始点前，在区域Ⅲ中运动的时间是在区域Ⅰ中运动时间的6倍
解析：依题意知，质子从A点进入区域Ⅰ，从C点离开区域Ⅰ，则旋转半径等于区域Ⅰ的半径，即R=，
即在区域Ⅰ旋转1/4周期后最终以速度v进入区域Ⅲ，此时旋转半径变为R′==
，即半径变为原来的2倍，正好等于第二个圆的半
径。因第三个圆的半径为6R，质子不会从区域Ⅲ射出，由几何知识可知，质子在区域Ⅲ旋转3/4周期后进入区域Ⅱ，沿直线运动至A点，又从A点沿半径方向进入区域Ⅰ，重复上述的运动过程。质子在区域Ⅰ中的运动周期T1=，而在区域Ⅲ中的运动
周期T2=2T1，显然质子在区域Ⅲ中运动的
时间是在区域Ⅰ中运动时间的6倍。故正确答案为C、D。
例3：如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于（T为粒子
在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为（ ）
A. B. C. D.
解析：由左手定则可知，粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动。由于粒子速度大小都相同，故轨迹弧长越小，粒子在磁场中运动时间就越短；而弧长越小，所对弦长也越短，所以从S点作OC的垂线SD，则SD为最短弦，可知粒子从D点射出时运行时间最短，如图所示。根据最短时间为，可知O′SD为等边三
角形，粒子圆周运动半径R=SD，过S点作OA垂线交OC于E点，由几何关系可知SE=2SD，SE为圆弧轨迹的直径，所以从E点射出，对应弦最长，运行时间最长，且t=，故B项正确。
【点评】（1）基本要点：带电粒子垂直进入匀强磁场时将做匀速圆周运动，向心力由洛伦兹力提供，洛伦兹力始终垂直于运动方向。圆周运动的半径R=，周期T=。
（2）基本解题方法：
①画轨迹：确定圆心，用几何方法求半径并画轨迹。
②找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系。
目前机电一体化的进程不断加快，其发展趋势如下。
1）机电一体化在向智能化的方向发展，智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性，机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化，更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。
2）机电一体化更加环保，机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善，现在的机电一体化是电脑操控，解决了其中一些污染环境的问题，响应环保的口号，机电一体化也朝着更环保的方向发展。
3）机械一体化朝着微机模式发展，顾名思义就是机械的规模与形式越来越小，这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题，可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化，它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。这就是机电一体化，它是机械与电子的有机结合，有着密不可分的有机组成部分，有着良好的发展趋势。在这两者的定义下，笔者希望日后机电的结合能够更加密切，其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化；机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善，更好的满足机电一体化进程的需要。
2机械电子工程专业
在科技发展与时代进步的大背景下，机电一体化的进程日益加快，重要程度日益提升，人才需要也越来越大，接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源——机械电子工程专业。上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势，根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要，为了供应机电一体化所需要的人才，机械电子工程专业应运而生，上个世纪九十年代后期，一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势，为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题：第一要考虑新课程的课程设置方面，要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担，不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合，电子与机械的侧重点问题，在教授的过程中要二者兼顾，因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展，很多新生代的同学更加重视电子方面，这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业，要安排好课程，明确侧重点，最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。
3机电一体化与机械电子专业
介绍过机电一体化与机械电子专业以后，接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。根据上文我们不难发现，机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系，可以说机械电子专业是机电一体化的前身，以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才，也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作，也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮，在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分，互补互助，机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。
4结束语
