吳 強(qiáng) 蔡 輝
易錯(cuò)點(diǎn)掃描
電場(chǎng)這一章的概念多、規(guī)律多,在科技、生產(chǎn)、生活實(shí)踐中的應(yīng)用廣。本章的知識(shí)在高考中既有單獨(dú)考查,又有與力學(xué)和電學(xué)的綜合考查,單獨(dú)考查時(shí)題型多為選擇題,綜合考查時(shí)多為計(jì)算題。在答題的過(guò)程中常出現(xiàn)如下錯(cuò)誤:
(1)對(duì)庫(kù)侖定律內(nèi)容的理解和應(yīng)用易錯(cuò)。
(2)對(duì)描述電場(chǎng)性質(zhì)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電場(chǎng)線(xiàn)、等勢(shì)面之間的關(guān)系易錯(cuò)。
(3)對(duì)電場(chǎng)線(xiàn)、等勢(shì)面、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡易混,電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功引起電勢(shì)能的變化易錯(cuò)。
(4)對(duì)電容器的一些問(wèn)題模糊不清,弄不清變量和不變量,電容、電壓、電容器所帶電荷量和板間電場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系。
(5)判斷帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),不清楚各種電荷形成的電場(chǎng)分布及其特征,混淆勻強(qiáng)電場(chǎng)與其他電場(chǎng);忽略重力,對(duì)物理過(guò)程分析不全面、不細(xì)致,不能結(jié)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行受力分析,不能將曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)和方法進(jìn)行遷移而出現(xiàn)錯(cuò)誤。
(6)思維不全,導(dǎo)致漏解。
范例剖析
例2(2008·山東)如圖2所示,在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q且CO=OD,∠ADO=60°。下列判斷正確的是()
A. O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B. D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
C. 若將點(diǎn)電荷+q從O移向C,電勢(shì)能增大
D. 若將點(diǎn)電荷-q從O移向C,電勢(shì)能增大
典型錯(cuò)誤:AC
錯(cuò)因分析:導(dǎo)致錯(cuò)解的主要原因是思維定勢(shì),誤認(rèn)為O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是對(duì)稱(chēng)的A、B兩點(diǎn)所帶等量同種點(diǎn)電荷+Q形成的,所以O(shè)點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,點(diǎn)電荷+q從O移向C,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大。出現(xiàn)上述錯(cuò)誤的原因是:對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的疊加和電場(chǎng)力做功電勢(shì)能的變化理解錯(cuò)誤,此題應(yīng)是三個(gè)電荷形成的電場(chǎng)的疊加,錯(cuò)選的學(xué)生將其與等量的同種電荷形成電場(chǎng)相混淆。
歸納拓展:矢量合成的方法是平行四邊形定則,由其可以得到等量的同種或異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布特點(diǎn),對(duì)于三個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的合成可以先兩個(gè)合成后再與第三個(gè)合成。判斷電勢(shì)能變化的方法是根據(jù)電場(chǎng)力做功,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大。
A. A點(diǎn)的電勢(shì)一定低于B點(diǎn)的電勢(shì)
B. A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.該帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D. 該帶電粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能和電勢(shì)能之和一定等于它在B點(diǎn)的動(dòng)能和電勢(shì)能之和
典型錯(cuò)誤:AB
錯(cuò)因分析:由于該帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng),最后能返回,說(shuō)明由A到B的運(yùn)動(dòng)一定是減速運(yùn)動(dòng)。故帶電粒子受電場(chǎng)力的方向向左,電場(chǎng)的方向向左,所以A點(diǎn)的電勢(shì)一定低于B點(diǎn)的電勢(shì)。由于該帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng),最后能返回,說(shuō)明A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),否則不能返回。導(dǎo)致錯(cuò)解的主要原因:錯(cuò)選A是審題錯(cuò)誤,誤認(rèn)為粒子受力的方向就是電場(chǎng)的方向,實(shí)質(zhì)上正電荷受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向相同,而負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向相反;錯(cuò)選B是經(jīng)驗(yàn)性錯(cuò)誤,誤認(rèn)為帶電粒子總是由場(chǎng)強(qiáng)大的地方向場(chǎng)強(qiáng)小的地方運(yùn)動(dòng),實(shí)質(zhì)上粒子怎樣運(yùn)動(dòng)是由粒子的初速度和受力情況共同決定的。
正確解答:CD。由于該帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng),最后能返回,說(shuō)明由A到B的運(yùn)動(dòng)一定是減速運(yùn)動(dòng),先向右做變減速,速度減為零后再向左做變加速運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn),此時(shí)vB 歸納拓展:在靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)線(xiàn)中有直線(xiàn)的電場(chǎng)有:正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),等量同種電荷形成的電場(chǎng),等量異種電荷形成的電場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)等,所以單憑一條電場(chǎng)線(xiàn)是無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小的。注意在等量的同種電荷形成的電場(chǎng)中,沿著兩電荷的連線(xiàn),由于對(duì)稱(chēng)性,帶電粒子可以從A點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò)兩電荷的連線(xiàn)的中點(diǎn)再回到A點(diǎn),而B(niǎo)點(diǎn)可以是帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中的任意一點(diǎn)(A點(diǎn)除外)。所以,①認(rèn)真研究各種靜電場(chǎng),從電場(chǎng)強(qiáng)度的分布,電勢(shì)的分布,掌握它們的特點(diǎn);②理順描述場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線(xiàn)、電勢(shì)、等勢(shì)面之間的關(guān)系,沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低但場(chǎng)強(qiáng)的變化不確定,電勢(shì)為零處場(chǎng)強(qiáng)不一定為零,場(chǎng)強(qiáng)為零處電勢(shì)不一定為零;③從功能關(guān)系上理解電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系。 A. ①和③ B. ①和④ C. ②和③ D. ②和④ (3)小球繼續(xù)向左擺動(dòng),經(jīng)過(guò)與A等高度的C點(diǎn)時(shí)的速度。 歸納拓展:帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),可以從以下幾個(gè)方面理解:①對(duì)帶電粒子要結(jié)合題意判斷是否考慮重力;②對(duì)電場(chǎng)要熟練掌握正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)、負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)、等量同種電荷形成的電場(chǎng)、等量異種電荷形成的電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、交變電場(chǎng)、混合場(chǎng)等電場(chǎng)的分布和特征;③對(duì)運(yùn)動(dòng)形式可以分為,勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(重點(diǎn)是類(lèi)平拋)、變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(重點(diǎn)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)或變速圓周運(yùn)動(dòng)的物理最高點(diǎn)和最低點(diǎn));④對(duì)勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的處理方法是利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解,化曲為直;⑤對(duì)一般的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的處理方法是利用動(dòng)能定理或能量守恒。 2. 如圖10所示,某區(qū)域電場(chǎng)線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng),MN為對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是() A. M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì) B. M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) C. 正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能 D. 將電子從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功