章克文

靜電場(chǎng)知識(shí)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(lái)都是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的難點(diǎn).那么如何才能學(xué)好靜電場(chǎng)知識(shí)呢.筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)層次著手學(xué)習(xí).

一、根據(jù)基本概念，構(gòu)建知識(shí)框架

靜電場(chǎng)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(gè)基本概念的內(nèi)涵，另一方面更要明確各個(gè)概念之間的關(guān)聯(lián).電場(chǎng)作為一種特殊的物質(zhì)具有兩個(gè)重要性質(zhì)：放人電場(chǎng)中的電荷會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，同時(shí)該電荷也具有一定的電勢(shì)能.為了描述電場(chǎng)的兩大性質(zhì)，引入了兩個(gè)重要的特征物理量：電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì).電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力相關(guān)聯(lián)，電勢(shì)與電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)這兩個(gè)概念聯(lián)系起來(lái).通過(guò)知識(shí)框架將上述內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)，如圖1所示.

酷例1（2017蘇錫常鎮(zhèn)四市一模）如圖2所示，A1、A2為兩塊面積很大、相互平行金屬板，兩板間距離為d，以A1板的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右和豎直向下分別建立x軸和y軸，在坐標(biāo)為（O，1/2d）的P處有一粒子源，可在坐標(biāo)平面內(nèi)向各個(gè)方向不斷發(fā)射同種帶電粒子，這些帶電粒子的速度大小均為v0，質(zhì)量為m，帶電量為+q，重力忽略不計(jì)，不考慮粒子打到板上的反彈，且忽略帶電粒子對(duì)金屬板上電荷分布的影響.若只在A1、A2板間加上恒定電壓UO，且A1板電勢(shì)低于A2板，求粒子打到A1板上的速度大小.

二、依靠基本原理，透析電場(chǎng)規(guī)律

鑒于電場(chǎng)概念的抽象性，本章在一開(kāi)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(kù)侖定律.在后面對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性進(jìn)行解讀的時(shí)候又提出了場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，依據(jù)這兩個(gè)重要規(guī)律及電場(chǎng)的定義，可以找出一些常見(jiàn)電場(chǎng)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(gè)不等量異種電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線，O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(chǎng)強(qiáng)大于O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

B.P點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)

C.從負(fù)電荷向右到無(wú)限遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸升高

D.從P到0移動(dòng)一正試探電荷其電勢(shì)能增加

解析 A選項(xiàng)根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱可以知道0點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng);B選項(xiàng)根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐點(diǎn)降低和等勢(shì)線與電場(chǎng)線相互垂直的規(guī)律可知O點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì);D選項(xiàng)根據(jù)電勢(shì)能的定義式E_p= qφ由q>0、φP<φ0可知正電荷在P點(diǎn)電勢(shì)能小于O點(diǎn)電勢(shì)能;本題中最容易誤選的是選項(xiàng)C，學(xué)生很容易根據(jù)單個(gè)負(fù)電荷周?chē)碾妶?chǎng)分布來(lái)推測(cè)本題中負(fù)電荷右側(cè)虛線上的電勢(shì)高低，從而得出選項(xiàng)C是對(duì)的，又由于本題是單選題，D選項(xiàng)就直接不看了.其實(shí)結(jié)合點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)決定式E=k Q/r²、場(chǎng)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(gè)合場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，在這個(gè)位置的左右兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)的方向是相反的，因此C選項(xiàng)不正確.

答案D

三、牢抓基本方法，提升應(yīng)用能力

靜電場(chǎng)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)有很多相關(guān)聯(lián)的地方.本章學(xué)習(xí)過(guò)程中利用力學(xué)部分所學(xué)的基本方法再結(jié)合靜電場(chǎng)的相關(guān)知識(shí).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(chǎng)力作用下以某一初速度沿圖中直線從A運(yùn)動(dòng)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(dòng)到B，則（ ? ?）

A.平行金屬板一定順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°

B.平行金屬板一定逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°

C.帶電粒子電勢(shì)能一定逐漸增加

D.帶電粒子一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

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