資源描述:
《電場常見錯解分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、電場常見錯解分析在本章知識應用的過程中,學生常犯的錯誤主要表現(xiàn)在:不善于運用電場線、等勢面為工具,將抽象的電場形象化后再對電場的場強、電勢進行具體分析;對靜電平衡內(nèi)容理解有偏差;在運用力學規(guī)律解決電場問題時操作不規(guī)范等。例1?如圖8-1所示,實線是一個電場中的電場線,虛線是一個負檢驗電荷在這個電場中的軌跡,若電荷是從a處運動到b處,以下判斷正確的是:?????????????[???]A.電荷從a到b加速度減小B.b處電勢能大C.b處電勢高D.電荷在b處速度小【錯解】由圖8-1可知,由a→b,速度變小,所以,加速度變小,選A。因為檢驗電荷帶負電,所以電荷運動方向為電勢升高方向,所以b
2、處電勢高于a點,選C。【錯解原因】選A的同學屬于加速度與速度的關系不清;選C的同學屬于功能關系不清?!痉治鼋獯稹坑蓤D8-1可知b處的電場線比a處的電場線密,說明b處的場強大于a處的場強。根據(jù)牛頓第二定律,檢驗電荷在b處的加速度大于在a處的加速度,A選項錯。由圖8-1可知,電荷做曲線運動,必受到不等于零的合外力,即Fe≠0,且Fe的方向應指向運動軌跡的凹向。因為檢驗電荷帶負電,所以電場線指向是從疏到密。再利用“電場線方向為電勢降低最快的方向”判斷a,b處電勢高低關系是Ua>Ub,C選項不正確。根據(jù)檢驗電荷的位移與所受電場力的夾角大于90°,可知電場力對檢驗電荷做負功。功是能量化的量度,
3、可判斷由a→b電勢能增加,B選項正確;又因電場力做功與路徑無關,系統(tǒng)的能量守恒,電勢能增加則動能減小,即速度減小,D選項正確。【評析】理解能力應包括對基本概念的透徹理解、對基本規(guī)律準確把握。本題就體現(xiàn)高考在這方面的意圖。這道小題檢查了電場線的概念、牛頓第二定律、做曲線運動物體速度與加速度的關系、電場線與等勢面的關系、電場力功(重力功)與電勢能(重力勢能)變化的關系。能量守恒定律等基本概念和規(guī)律。要求考生理解概念規(guī)律的確切含義、適用條件,鑒別似是而非的說法。?例2?將一電量為q=2×106C的點電荷從電場外一點移至電場中某點,電場力做功4×10-5J,求A點的電勢?!惧e解】【錯解原因】
4、錯誤混淆了電勢與電勢差兩個概念間的區(qū)別。在電場力的功的計算式W=qU中,U系指電場中兩點間的電勢差而不是某點電勢?!痉治鼋獯稹拷夥ㄒ唬涸O場外一點P電勢為UP所以UP=0,從P→A,電場力的功W=qUPA,所以W=q(UP-UA),即4×10-5=2×10-6(0-UA)??UA=-20V解法二:設A與場外一點的電勢差為U,由W=qU,因為電場力對正電荷做正功,必由高電勢移向低電勢,所以UA=-20V【評析】公式W=qU有兩種用法:(1)當電荷由A→B時,寫為W=qUAB=q(UA-UB),強調(diào)帶符號用,此時W的正、負直接與電場力做正功、負功對應,如“解法一”;(2)W,q,U三者都取
5、絕對值運算,如“解法二”,但所得W或U得正負號需另做判斷。建議初學者采用這種方法。例3?點電荷A和B,分別帶正電和負電,電量分別為4Q和Q,在AB連線上,如圖8-2,電場強度為零的地方在?????????????????????????????????????????????????????????????????????????[???]A.A和B之間????????????????B.A右側(cè)C.B左側(cè)?????????????????????????D.A的右側(cè)及B的左側(cè)【錯解】錯解一:認為A,B間一點離A,B距離分別是2r和r,則A,B錯解二:認為在A的右側(cè)和B的左側(cè),由電荷產(chǎn)
6、生的電場方向總相反,因而都有可能抵消,選D?!惧e解原因】錯解一忽略了A,B間EA和EB方向都向左,不可能抵消。錯解二認為在A的右側(cè)和B的左側(cè),由兩電荷產(chǎn)生的電場方向總相反,因而都有可能抵消,卻沒注意到A的右側(cè)EA總大于EB,根本無法抵消。【分析解答】因為A帶正電,B帶負電,所以只有A右側(cè)和B左側(cè)電場強度方向相反,因為QA>QB,所以只有B左側(cè),才有可能EA與EB等量反向,因而才可能有EA和EB矢量和為零的情況?!驹u析】解這類題需要的基本知識有三點:(1)點電荷場強計算公式點電荷而來;(3)某點合場強為各場源在該點場強的矢量和。?例4?如圖8-3所示,QA=3×10-8C,QB=-3×
7、10-8C,A,B兩球相距5cm,在水平方向外電場作用下,A,B保持靜止,懸線豎直,求A,B連線中點場強。(兩帶電小球可看作質(zhì)點)【錯解】以A為研究對象,B對A的庫侖力和外電場對A的電場力相等,所AB中點總場強E總=E+EA+EB=E外=1.8×105(N/C),方向向左?!惧e解原因】在中學階段一般不將QB的電性符號代入公式中計算。在求合場強時,應該對每一個場做方向分析,然后用矢量疊加來判定合場強方向,【分析解答】以A為研究對象,B對A的庫侖力和外電場對A