江蘇桃州中學(xué)高考物理二輪練習(xí)導(dǎo)學(xué)案1.2電場(chǎng)力的性質(zhì)

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1、 江蘇桃州中學(xué) 2019 高考物理二輪練習(xí)導(dǎo)學(xué)案 1.2 電場(chǎng)力的性質(zhì) 第一章靜電場(chǎng) 【課題】 1.2 電場(chǎng)力的性質(zhì) 編制人：王文科審核：張小創(chuàng)年月日 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、理解電場(chǎng)強(qiáng)度及其矢量性，掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，并進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算、 2、明白用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的方法、理解引入電場(chǎng)線的意義、 【知識(shí)要點(diǎn)】 1、電場(chǎng) (1) 電場(chǎng)是電荷周圍客觀存在的  ______、靜止的電荷之間確實(shí)是通過電場(chǎng)傳遞發(fā)生  _____ 作用的 (2) 電場(chǎng)最差不多的性質(zhì)

2、確實(shí)是對(duì)位于電場(chǎng)中的電荷施以________的作用 2、電場(chǎng)強(qiáng)度 E (1) 描述電場(chǎng) _________的性質(zhì) ( 描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱以及方向 ) 的物理量 (2) 重要意義：某處場(chǎng)強(qiáng) E，電量為 q 的電荷在那兒受到電場(chǎng)力便可由 F=Eq求出 3、場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算 (1)E=F/q 是定義式，適用于任何電場(chǎng)、 E 與 ____、 ____無關(guān)，只取決于電場(chǎng) _______，E 的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)所受 ____________的方向 (2)E ＝kQ/r 2，僅適用于 _________ 點(diǎn)電荷 Q形成的電場(chǎng) (3)E=U AB/d AB，僅適用于

3、 __________ 電場(chǎng)，其中 dAB是沿 _______方向兩點(diǎn) A、 B 之間的距 離 (4) 當(dāng)存在幾個(gè)產(chǎn)生電場(chǎng)的“場(chǎng)源”時(shí)，某處的合電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)、應(yīng)為各“場(chǎng)源”在此電 場(chǎng)強(qiáng)度的 矢量和 4、電場(chǎng)線 (1) 特點(diǎn)①電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而的、實(shí)際不存在的理想化模型、②電場(chǎng)線始于 ( 或無窮遠(yuǎn) ) ，終于無窮遠(yuǎn)或，是不閉合曲線、③任意兩條都不相交、④電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的，某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向、⑤勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等間距的平行線、 ⑥表示電勢(shì)的高低——沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)_____________ 、 (2) 需熟記以下幾個(gè)特

4、別電場(chǎng)的電場(chǎng)線的形狀①正、負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)；②等量異種電荷電場(chǎng)；③等量同種電荷電場(chǎng)；④勻強(qiáng)電場(chǎng)、 (3) 電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系 在一般情況下電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡不重合， 物體的運(yùn)動(dòng)由受力 和初速度兩者共同決定、 只有在同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)、 帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場(chǎng)線重 臺(tái)；①電場(chǎng)線是直線；②帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向在同一直線上、 ③帶電粒子只受電場(chǎng)力作用、 【典型例題】 【例題 1】在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷，其電荷量為 q，受到的電場(chǎng)力為 F，那么該點(diǎn)的電 F 場(chǎng)強(qiáng)度為  E

5、＝ q，以下說法正確的選項(xiàng)是  () A、假設(shè)移去檢驗(yàn)電荷 q，那么該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)榱? Ekm，求： B、假設(shè)電荷量為  2q，那么在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力為  2F C、假設(shè)電荷量為－ 2q，那么該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不變，方向改變 D、假設(shè)電荷量為－ 2q. ，那么該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不變，方向不變 【例題 2】(2017 高考重慶理綜 ) 如下圖，電荷量為＋ q 和－ q 別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有 ()  的點(diǎn)電荷分 A、體中心、各面中心和各

6、邊中點(diǎn) B、體中心和各邊中心 C、各面中心和各邊中心 D、體中心和各面中心 【例題 3】(2018 廣州模擬 ) 上圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的 電場(chǎng)線，虛線是某帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡， 兩點(diǎn)，假設(shè)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受到電場(chǎng)力作用， 判斷是 () A、帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)  a、 b 是軌跡上的 依照此圖可作出的正確 B、帶電粒子在 a、 b 兩點(diǎn)的受力方向 C、帶電粒子在 a、 b 兩點(diǎn)的加速度何處較大 D、帶電粒子在 a、 b 兩點(diǎn)的速度何處較大 【例題

7、4】(2018 浙江永嘉三校聯(lián)考 ) 如下圖，半徑為 R的光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)， 在環(huán)的底端 B 點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的小珠，環(huán)上邊套有一個(gè)質(zhì)量為 m，帶與小珠等量正電荷的 小球，現(xiàn)將小球從 A 點(diǎn) ( 半徑 水平 ) 由靜止釋放開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)( ∠ ＝30 ) OA AOC 時(shí)獲得的最大動(dòng)能為 (1) 小球在 A 點(diǎn)剛釋放時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度 a； (2) 小球從位置 A 運(yùn)動(dòng)到位置 C的過程中所受靜電力做的功 W； (3) 小球在位置 C時(shí)受到圓環(huán)對(duì)它的作用力、 【反饋訓(xùn)練】

8、 1、如右圖所示，一根長 L＝ 1.5m 的光滑絕緣細(xì)直桿 MN，豎直固定在場(chǎng) 強(qiáng)為 E＝ 1.0 105N/C、與水平方向成 θ ＝ 30角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) 中，桿的下端 M固定一個(gè)帶電小球 A，電荷量 Q＝＋ 4.5 10－ 6C；另一帶電小球 B 穿在桿上可自由滑動(dòng)，電荷量 q＝＋ 1.0 10－ 6C，質(zhì)量 m＝ 1.0 10－2kg. 現(xiàn)將 小球 B 從桿的上端 N 靜止釋放，小球 B 開始運(yùn)動(dòng)、 ( 靜電力常量 k＝ 9.0 109 N m2/C 2，取 g＝ 10m/s 2) 求： (1) 小球 B開始運(yùn)動(dòng)

9、時(shí)的加速度為多大？ (2) 小球 B的速度最大時(shí)，距 M端的高度 h1 為多大 【能力訓(xùn)練】 1. 如下圖，在正六邊形的 a、c 兩個(gè)頂點(diǎn)上各放一帶正電的點(diǎn)電荷， 電荷量大小基本上 q1，在 b、 d 兩個(gè)頂點(diǎn)上，各放一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，電荷 量大小基本上 q2， q1>q2. 六邊形中心 O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)可用圖中的四條有向線段中的一條來表示，它是 () A、 E1B、 E2 C、 E3 D、 E4 2.(2017 課標(biāo)全國理綜 ) 一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)， 在電場(chǎng)力作用下沿曲線 abc 從 a 運(yùn)動(dòng)到 c.

10、質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的、關(guān)于 b 點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的方向，以下圖示中可能正確的選項(xiàng)是 ( 虛線是 曲線在 b 點(diǎn)的切線 )() 3.(2018 衡水中學(xué) ) 、 B 是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下以 A 一定的初速度從 A 點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)，其速度 v 和時(shí)間 t 的關(guān)系圖象 如右圖所示，那么此電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是下圖中的 () 4. 兩帶電荷量分別為 q 和－ q 的點(diǎn)電荷放在 x 軸上，相距為 ，能

11、正確反映兩電荷連線上 L 場(chǎng)強(qiáng)大小 E與 x 關(guān)系的是圖 () 5. 如下圖， 實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線， 從電場(chǎng)中 M點(diǎn)以相同速度垂 直于電場(chǎng)線方向飛出 a、 b 兩個(gè)帶電粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖中虛線所示， 那么 () A、 a 一定帶正電， b 一定帶負(fù)電 B、 a 的速度將減小， b 的速度將增加 C、 a 的加速度將減小， b 的加速度將增加 D、兩個(gè)粒子的動(dòng)能，一個(gè)增加一個(gè)減小

12、 6.(2017 海南卷 ) 如下圖， M、 N 和 P 是以 MN為直徑的半圓弧上的三 點(diǎn)， O 點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠ ＝ 60 . 電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè) MOP 點(diǎn)電荷分別置于 M、N兩點(diǎn)， 這時(shí) O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E1；假設(shè)將 N點(diǎn) 處的點(diǎn)電荷移至 P 點(diǎn)，那么 O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)? E2. E1 與 E2 之比為 () A、 1∶ 2 B、 2∶ 1 C、 2∶ 3 D、 4∶ 3

13、 7、在如下圖所示的四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有 、 b 兩點(diǎn)、其中 、 b 兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小 a a 相等、方向相反的是 () A、甲圖中與點(diǎn)電荷等距的 a、 b 兩點(diǎn) B、乙圖中兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的 a、 b 兩點(diǎn) C、丙圖中兩等量同種電荷連線的中垂線上與連線等距的 a、 b 兩點(diǎn) D、丁圖中非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的 a、 b 兩點(diǎn) 8、如下圖， 把一個(gè)帶

14、電小球 A 固定在光滑的水平絕緣桌面上， 在桌面的另一處放置帶電 小球 B. 現(xiàn)給 B 一個(gè)沿垂直 AB方向的速度 v0，以下說法中正確的選項(xiàng)是 () A、假設(shè) A、 B 為異種電荷， B球一定做圓周運(yùn)動(dòng) B、假設(shè) 、 B 為異種電荷， B 球可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) A C、假設(shè) A、 B 為同種電荷， B球一定做遠(yuǎn)離 A 的變加速曲線運(yùn)動(dòng) D、假設(shè) A、 B 為同種電荷， B球的動(dòng)能一定會(huì)減小 9.(20

15、17 衡陽模擬 ) 如下圖，在豎直放置的光滑半圓弧形絕緣細(xì)管的圓心處放一點(diǎn)電荷 Q， 將質(zhì)量為 m，帶電荷量為 q 的小球從圓弧管水平直徑的端點(diǎn) A 由靜止釋放，當(dāng)小球沿細(xì)管下 滑到最低點(diǎn)時(shí)， 對(duì)細(xì)管的上壁的壓力恰好與球重相同， 求圓心處的電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電 場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小、 10.(2018 濱州模擬 ) 如下圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與水平線間夾角 θ ＝ 30，方向斜向右上方，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，質(zhì)量為 m的小球帶負(fù)電，以 初速度 v0 開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與電場(chǎng)方向一致、 mg (

16、1) 假設(shè)小球的帶電荷量為 q＝ E ，為使小球能做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 應(yīng)對(duì)小球施加的恒力 F1 的大小和方向各如何？ 2mg (2) 假設(shè)小球的帶電荷量為 q＝ E ，為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì) 小球施加的最小恒力 F2 的大小和方向各如何？ 例題答案： 1、【答案】 BD 【解析】 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)本身決定， 與放入場(chǎng)中電荷的電量和電性無關(guān)， 該點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的大小 F＝ qE，與電荷的電量成正比，方向與電荷的電性有關(guān)、 正確、  但在 B、 D 2、【答案】 D

17、 【解析】 由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和疊加規(guī)律可知， 各面頂點(diǎn)上的 4 個(gè)點(diǎn)電荷在過所在面的 中心的垂線上各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零， 因此， 體中心和各面中心的合場(chǎng)強(qiáng)一定為零、 由點(diǎn)電荷的 場(chǎng)強(qiáng)公式和疊加規(guī)律可知，各邊中心的合場(chǎng)強(qiáng)不為零、選項(xiàng) D 正確、 3、【答案】 BCD 【解析】由帶電粒子的彎曲情況能夠判斷出電荷所受電場(chǎng)力方向均為斜向左， B 正確、 由于電場(chǎng)線方向未定，因此無法判定帶電粒子的正負(fù)， A 錯(cuò)誤、由 a 到 b 電場(chǎng)力做負(fù)功，粒 子速

18、率減小， D 正確、 a 處的電場(chǎng)線密，帶電粒子所受電場(chǎng)力大，產(chǎn)生的加速度大， C正確、 2 1 2E 4、 [ 答案 ](1) g－ 4 km g(2) E － 2mgR(3) mg＋ R km C q2 q2 [ 解析 ](1) 小球在 點(diǎn)速度最大時(shí)有 cos30 ＝ 2cos30 ，即 ＝ 2 ， mg kR mg kR 因此

19、，剛釋放小球有 － q2 2cos45 ＝ ， mg k 2R ma 2 小球在 A 點(diǎn)剛釋放時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度 a＝ g－ 4 g. 1 (2) 小球從 A 運(yùn)動(dòng)到 C，由動(dòng)能定理 mg R＋W＝ E ， 2km 1 靜電力對(duì)小球做的功 W＝Ekm－ 2mgR. (3) 小球在 C點(diǎn)，依照?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)，有 q2 v2 C

20、－ 2sin30 － sin30 ＝ mR N kR mg 2Ekm 解得圓環(huán)對(duì)小球的作用力 NC＝ mg＋ R . kQq kQq 5、 [ 答案 ](1) mg－ L2 －Eqsin θ (2) 零 h21 ＋ Eqsin θ [ 思路誘導(dǎo) ] 通過分析 B球所受合力求解其加速度 . 利用當(dāng) a＝0 時(shí)速度最大來求 h1. [ 解題樣板 ](1) 開始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球 B受重力、 庫侖力、 桿的彈力和電場(chǎng)力， 沿桿方向運(yùn)動(dòng)

21、， 由牛頓第二定律得 ________＝ ma(2 分 ) kQq qEsin θ 解得 a＝ g－ 2 － m ， (1 分) L m 代入數(shù)據(jù)解得 ＝ 3.2m/s 2.(1 分 ) a (2) 小球 B 速度最大時(shí)合力為 ________，即 ________＝ mg，(2 分 ) 解得 h1＝ 代入數(shù)據(jù)解得能力訓(xùn)練答案 1. 【答案】 B  kQ

22、q mg－ qEsin θ， (1 分 ) h1＝0.9m、 (1 分 ) Q 【解析】由 E＝ kr 2可知，兩個(gè) q1 電荷在 O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向分別指向 d 點(diǎn) 和左下方頂點(diǎn)，其合場(chǎng)強(qiáng)′指向右下方頂點(diǎn)；同理兩個(gè)－ 2 電荷在 O 點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng) ″ E q E 指向 O頂點(diǎn)、由于 q1>q2，故 E′ >E″，那么 E′與 E″合場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為 E2，故 B 正確、 2. 【答案】 D 【解析】 曲線運(yùn)動(dòng)中， 所受合力應(yīng)指向曲線的凹側(cè)， 也確實(shí)是電場(chǎng)力方向大致指向右下 方、負(fù)電荷受的電場(chǎng)力方向跟

23、場(chǎng)強(qiáng)方向相反，由此可知 A、 C 錯(cuò)誤；又速率是減小的，故電 場(chǎng)力與速度夾角大于 90，排除 B 選項(xiàng)， D 正確、 4mg q 3. 【答案】  A 解析由 v- t 圖象可知， 粒子的速度隨時(shí)間逐漸減小， 粒子的加速度逐漸變大， 那么電場(chǎng) 強(qiáng)度逐漸變大， 從 A到 B 電場(chǎng)線逐漸變密、 綜合以上分析可知， 帶負(fù)電的粒子沿電場(chǎng)線方向 運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)線疏處到達(dá)密處，應(yīng)選項(xiàng) A 正確 . 4.[ 答案 ]A [ 解析 ] 依照兩等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線可直觀地看出， 連線的中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小， 但不為 零

24、，關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等， 方向相同， 因此兩點(diǎn)電荷的連線上的場(chǎng)強(qiáng)先減小后 增大， A 正確、 5.[ 答案 ]C [ 解析 ] 設(shè)電場(chǎng)線為正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，那么由軌跡可判定 帶正電， 帶負(fù)電、假設(shè)電場(chǎng) 線為負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線， 那么 a 為負(fù)電荷， b 為正電荷， A 錯(cuò) . 由粒子的偏轉(zhuǎn)軌跡可知電場(chǎng)力 對(duì) a、 b 均做正功，動(dòng)能增加， B、 D 錯(cuò)，但由電場(chǎng)線的疏密可判定， a 受電場(chǎng)力逐漸減小， 加速度減小， b 正好相反，選 C. 6.[ 正確解答 ] 此題考查電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的疊

25、加、設(shè)每一個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在 O 點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為 E0；那么兩點(diǎn)電荷在 O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)矢量和為 2E0；假設(shè)將 N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至 P 點(diǎn)，假如 N 為負(fù)電荷， 為正電荷，產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)如下圖，那么合場(chǎng)強(qiáng)為 0. 此題正確選項(xiàng) B. M E 7.[ [ 解析 、b 兩點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)大小相同，方向不相反， A 錯(cuò)；對(duì)乙圖來說， 依照電場(chǎng)線的疏密及對(duì)稱性可判斷， b 點(diǎn)和 a 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小、方向均相同， B 錯(cuò)；丙圖中兩

26、等 量同種電荷連線的中垂線上與連線等距的 a、b 兩點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)大小相同，方向相反， C 對(duì)；對(duì) 丁圖來說，依照電場(chǎng)線的疏密可判斷， b 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于 a 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)， D錯(cuò)、 8， [ 答案 ]C 解析假如 A、B 為異種電荷， 當(dāng) A 對(duì) B的庫侖引力恰好提供 B 做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力 時(shí)， B繞 A 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng) A 對(duì) B的庫侖引力大于或者小于 B 做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心 力時(shí)， 那么 B 將做向心運(yùn)動(dòng)或者做離心運(yùn)動(dòng)、 由于庫侖力是變力， 故不可能做勻變速曲線

27、運(yùn) 動(dòng)， A、 B 均錯(cuò)、假如 、 為同種電荷，那么 B 受到 A 的庫侖斥力將做遠(yuǎn)離 A 的變加速曲線 A B 運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，因此選項(xiàng) C 正確， D 錯(cuò)、 9.[ 答案 ] Q [ 解析 ] 依照點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式 E＝kr 2可得，圓心處點(diǎn)電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度 大小相等， 方向始終沿半徑方向，帶電小球沿細(xì)管下滑到最低點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力不做功，那么由 1 2 機(jī)械能守恒定律得 mgr＝ 2mv 對(duì)最低點(diǎn)由牛頓第二定律得：

28、 Qq v 2 k r 2 － － N＝ mr mg F 又 FN＝ mg Q 4mg 得： E＝ kr 2＝ q 10. 【答案】 (1) 3mg方向與水平線夾角 60斜向右上方 3 (2) 2 mg方向與水平線夾角 60斜向左上方 解析 (1) 如右圖所示，欲使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必使其合外力為 力 F1 與水平方向夾角為 α ，那么  0，設(shè)對(duì)小球施加的 F1cos α ＝qEcos θ F1sin α ＝mg＋ qEsin θ 解之得 α ＝ 60， F1＝ 3mg 恒力 F1 與水平線夾角 60斜向右上方、 (2) 為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，那么小球所受合力的方向必和運(yùn)動(dòng)的方向在一條直線上， 故要求力 F2 和 mg的合力和電場(chǎng)力在一條直線上，當(dāng) F2 取最小值時(shí)， F2 垂直于 E. 3 故 F2＝ mgsin60 ＝ 2 mg 方向如右圖所示，與水平線夾角 60斜向左上方、