“靜電場”學(xué)習(xí)策略

章克文

靜電場知識是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，其涉及的概念非常抽象，所以一直以來都是學(xué)生學(xué)習(xí)時的難點(diǎn)。那么如何才能學(xué)好靜電場知識呢。筆者認(rèn)為可以從以下幾個層次著手學(xué)習(xí)。

一、根據(jù)基本概念，構(gòu)建知識框架

靜電場這一章的概念既多又抽象，學(xué)好這一章的內(nèi)容一方面要明確各個基本概念的內(nèi)涵，另一方面更要明確各個概念之間的關(guān)聯(lián)。電場作為一種特殊的物質(zhì)具有兩個重要性質(zhì)：放入電場中的電荷會受到電場力的作用，同時該電荷也具有一定的電勢能。為了描述電場的兩大性質(zhì)，引入了兩個重要的特征物理量：電場強(qiáng)度和電勢。電場強(qiáng)度與電場力相關(guān)聯(lián)，電勢與電勢能相關(guān)聯(lián)，再由力、做功、能量變化、能量這條脈絡(luò)將電場強(qiáng)度和電勢這兩個概念聯(lián)系起來。通過知識框架將上述內(nèi)容串聯(lián)起來，如圖1所示。

二、依靠基本原理，透析電場規(guī)律

鑒于電場概念的抽象性，本章在一開始先以大家較為熟悉的“點(diǎn)電荷之間的相互作用”這一模型作為引入，很自然的提到了庫侖定律。在后面對電場強(qiáng)度的矢量性進(jìn)行解讀的時候又提出了場強(qiáng)的疊加原理。依據(jù)這兩個重要規(guī)律及電場的定義，可以找出一些常見電場的空間分布規(guī)律。

例2（2016蘇錫常鎮(zhèn)四市一模）如圖3為兩個不等量異種電荷電場的電場線，0點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，P點(diǎn)為連線中垂線上的一點(diǎn)，下列判斷正確的是（ ）

A.P點(diǎn)場強(qiáng)大于0點(diǎn)場強(qiáng)

B.P點(diǎn)電勢高于0點(diǎn)電勢

C.從負(fù)電荷向右到無限遠(yuǎn)電勢逐漸升高

D.從P到移動一正試探電荷其電勢能增加

解析 A選項根據(jù)電場線疏密表示電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱可以知道0點(diǎn)場強(qiáng)大于P點(diǎn)場強(qiáng)；B選項根據(jù)沿電場線方向電勢逐點(diǎn)降低和等勢線與電場線相互垂直的規(guī)律可知0點(diǎn)電勢高于P點(diǎn)電勢；D選項根據(jù)電勢能的定義式E_p=qψ，由q>0，ψ_p<ψ₀可知正電荷在p點(diǎn)電勢能小于0點(diǎn)電勢能；本題中最容易誤選的是選項C，學(xué)生很容易根據(jù)單個負(fù)電荷周圍的電場分布來推測本題中負(fù)電荷右側(cè)虛線上的電勢高低，從而得出選項C是對的，又由于本題是單選題，D選項就直接不看了。其實結(jié)合點(diǎn)電荷場強(qiáng)決定式E=kQ/r²場強(qiáng)疊加原理以及q₊>q_-這一隱性條件，可以在負(fù)電荷右側(cè)的虛線上找到一個合場強(qiáng)為零的點(diǎn)，在這個位置的左右兩側(cè)場強(qiáng)的方向是相反的，因此C選項不正確。 答案D

三、牢抓基本方法，提升應(yīng)用能力

靜電場知識與力學(xué)知識有很多相關(guān)聯(lián)的地方。本章學(xué)習(xí)過程中利用力學(xué)部分所學(xué)的基本方法再結(jié)合靜電場的相關(guān)知識，往往可以起到極佳的效果。

例3如圖4所示，水平放置的兩平行金屬板與一直流電源相連，一帶正電的粒子僅在重力和電場力作用下以某一初速度沿圖中直線從A運(yùn)動到B，現(xiàn)將平行金屬板分別以0、0為圓心在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)相同角度后，帶電粒子依舊能夠沿直線從A運(yùn)動到B，則（ ）

A.平行金屬板一定順時針旋轉(zhuǎn)45°

B.平行金屬板一定逆時針旋轉(zhuǎn)45°

C.帶電粒子電勢能一定逐漸增加

D.帶電粒子一定做勻變速直線運(yùn)動

解析

答案D

綜上所述，在學(xué)習(xí)靜電場的過程中如果能夠抓牢基本知識、掌握基本原理、吃透基本方法，那么靜電場的學(xué)習(xí)之路再也不會那么的艱難。endprint