張成清

電場是高中物理電學部分最基礎、也是最重要的知識，歷年都是高考的重點.其突出特點是：第一，引入的新概念多，概念的理解比較困難；第二，“場”的概念比較抽象，因此，對“場”把握較難；第三，“線”的引入是為了使電場的描述更直觀，但“線”這個模型也非常抽象，理解時難度很大；第四，電場部分綜合性較強的問題比較集中，涉及到知識面較廣，解決問題的方法較多，解決問題的難度也較大；第五，每年的高考試題中的壓軸題是本章知識的應用，解決這類問題除知識上的儲備外，還必須克服心理上的障礙，要有克服困難的信心.

綜觀電場部分的特點，可以看出，要復習好電場，除了要掌握最基本的知識點（基本概念、基本規(guī)律和基本方法）外，還要求在復習備考的過程中，盡可能避免錯誤（概念的理解錯誤、規(guī)律的應用錯誤等）的發(fā)生，當錯誤產生時，能進行形成錯誤原因的相關分析，能提出解決錯誤的具體方案，以下筆者從幾個方面談談在電場中出現的常見錯誤、產生錯誤的主要原因和解決這些錯誤的方案，使電場的復習備考更加完善.

一、電場中概念的理解錯誤

1. 電場強度與電勢的關系問題.

電場強度和電勢是描述電場的兩個最基本的概念，電場強度是描述電場力的性質，是矢量，方向為正電荷所受電場力的方向；而電勢是描述電場能的性質，是標量，沒有方向.在電場中，電場強度大的位置所具有的電勢不一定高，電勢高的位置的電場強度也不一定大，因此，這兩個概念在理解上很容易出現錯誤.

【案例1】（2014年江蘇卷題，4）如圖1所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是

A. O點的電場強度為零，電勢最低

B. O點的電場強度為零，電勢最高

C. 從O點沿x軸正方向，電場強度減小，電勢升高

D. 從O點沿x軸正方向，電場強度增大，電勢降低

【錯解1】O點的電場強度應由圓環(huán)上均勻分布的正電荷共同產生，根據對稱性，這些電荷在O點貢獻的電場強度正好互相抵消，因此，O點的電場強度為零；在電場中電場強度越小的地方電勢越低，因此，O點的電勢最低，答案A正確.

【錯解2】在x軸上，從O點沿x軸正方向，圓環(huán)上均勻分布的正電荷在各點產生的電場強度與x軸之間的角度不斷減小，由電場強度的疊加原理可知，電場強度增大；圓環(huán)上均勻分布的正電荷在各點產生的電勢均為正值，且隨距離的增大而降低，答案D正確.

【分析】以上兩種錯誤是常見的概念理解錯誤，在錯解1中，對電場中電場強度與電勢的關系作出沒有任何根據的判斷，導致在確定O點的電勢時發(fā)生錯誤，電場中某位置電勢的高低與該位置電場強度的大小沒有必然聯(lián)系，電場強度小的地方電勢可能很高，也可能很低，在判斷O點的電勢時應根據圓環(huán)上均勻分布的正電荷在各點產生的電勢（為正值）隨距離的增大而降低的方法來確定，可見，答案A錯，B正確；在錯解2中，對電場中各點電場強度大小的確定方法中，利用電場強度的疊加原理判斷電場強度的大小，只考慮了影響電場強度大小的一個因素（角度），而忽略了另一個因素（圓環(huán)上均勻分布的正電荷在各點產生的電場強度大?。聦嵣?，兩個因素綜合起來可以判斷，從O點沿x軸正方向，電場強度先增大后減小，因此，答案C、D均錯.

【答案】B

【反思】第一，在電場中，當存在多個場源時，可以利用電場強度的疊加原理確定電場中各個位置的電場強度大??；第二，在電場中，各個位置電勢高低的判斷方法可以利用電場線的指向判斷，也可以利用點電荷產生電場的電勢分布特征判斷，由于電勢是標量，當存在多個場源時，可以直接將各個場源產生的電勢相加減，利用最終的結果判斷電勢的高低.

2. 電勢、電勢能和電場力做功的關系問題.

電勢是電場中客觀存在的反映電場中電荷具有能的性質的物理量，電勢能是電荷在電場中具有的能量，電場力做功使電荷具有的電勢能發(fā)生變化.可以說，在確定的電場中，各點的電勢是確定的，而電荷放在電場中的不同位置其具有的電勢能是不同的，電荷具有的電勢能與電場中的位置、電荷的電性、電荷量均有關，在電場中電勢高的地方電荷具有的電勢能不一定大，電場力做正功時電荷的電勢能一定減小，在實際問題的判斷中，以上關系很容易發(fā)生判斷上的失誤.

【案例2】（2014年廣州二模，21）電子束焊接機中電子槍如圖2所示，K為陰極、電勢為?k，A為陽極、電勢為?A，在電場作用下電量為-e的電子從K運動到A，則

A. A、K間的電勢差為?A-?k

B. 電子動能增加e（?A-?k）

C. 電子電勢能增加e（?A-?k）

D. 電子克服電場力做功為e（?A-?k）

【錯解1】根據電場力做功與電荷的電勢能變化的關系，電量為-e的電子從K運動到A，電場力做功，且W=-e（?A-?k），因此，電子電勢能增加，且ΔEP=e（?A-?k），答案C正確.

【錯解2】由題設可知，K為陰極、電勢為?k，電勢較高，A為陽極、電勢為?A，電勢較低，電量為-e的電子從K運動到A時，應克服電場力做功，且W=-e（?k-?A）=e（?A-?k），答案D正確.

【分析】以上兩種錯誤是對電場中電勢、電勢能和電場力做功的理解錯誤產生的.在錯解1中，電子從K運動到A，電場力做功W=-e（?k-?A）= e（?A-?k）為正功，因此，電子的電勢能減小，答案C錯；在錯解2中，陰極的電勢為?k應比陽極的電勢?A低，因此，電子從K運動到A時，電場力做正功，且W=e（?A-?k），答案D錯.

【答案】由電勢和電勢差的關系可知，A、K間的電勢差為?A-?k，答案A正確；電量為-e的電子從K運動到A時，電場力（電子所受的合力）做正功，且W=-e（?k-?A）= e（?A-?k），由動能定理知，電子動能增加e（?A-?k），答案B正確，則正確答案為AB.

【反思】負電荷在電場中由電勢低的位置移動到電勢高的位置時，電場力做正功，負電荷的電勢能減小.

【案例3】（2014年全國Ⅰ卷，21）如圖3所示，在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂點，F為MN的中點，∠M=30°. 有M、N、P、F四點處的電勢分別用?M、?N、?P、?F表示.已知?M=?N，?P=?F，點電荷Q在M、N、P三點所在平面內，則

A. 點電荷Q一定在MP的連線上

B. 連接PF的連線一定在同一等勢面上

C. 將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負功

D. ?P大于?M

【錯解1】根據點電荷周圍的電場分布特征可知，連接PF的連線一定在同一等勢面上，答案B正確.

【反思】由于題設的條件模糊，在解答過程中必須作詳細的討論，這樣的結果才是試題的完整解答.

電場中有很多非常經典問題，在每年各地的高考試題中都有所體現，要復習好這個部分，必須在掌握基礎知識的條件下，盡量避免犯錯誤，犯錯誤后要不斷總結經驗教訓，提高自己的自信心，只有這樣才能達到高考的要求.

（作者單位：廣東番禺中學）

責任編校 李平安endprint