談靜電場中兩道題的拓展

1、談靜電場中兩道題的拓展在習(xí)題課的教學(xué)中，我們常常遇到這樣的困惑：如何提 高學(xué)習(xí)的效率。經(jīng)驗(yàn)告訴我們高效率的復(fù)習(xí)不是做大量的題 目，而是如何利用好題目，對一些經(jīng)典的題目進(jìn)行拓展和引 申，以達(dá)到既對知識點(diǎn)加以鞏固， 又鍛煉了學(xué)生的遷移能力， 最終達(dá)到能舉一反三。下面筆者就靜電場中的兩道試題來談 一談如何進(jìn)行拓展和引申，以供讀者參考。例1:如圖1所示，質(zhì)量為 m帶+q電量的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場區(qū)時，滑塊 運(yùn)動的狀態(tài)為 ( )A. 繼續(xù)勻速下滑B. 將加速下滑C. 將減速下滑D .上述三種情況都可能發(fā)生分析:在沒有進(jìn)入電場之前，如圖 2 示，滑塊沿絕緣斜面 勻速下滑，

2、說明物體合力為零，對物體進(jìn)行受力分析，有當(dāng)進(jìn)入電場中，設(shè)物體沿斜面向下的加速度為a，有由兩式得分析可知，物體將繼續(xù)做勻速運(yùn)動。 點(diǎn)評:當(dāng)物體進(jìn)入電場， 受到電場力的作用，但這個電場 力的方向是豎直向下，這就等效于物體的重力增加，進(jìn)而等 效于合力仍為 0，物體的運(yùn)動狀態(tài)不改變。此題可做如下的變形：變形 1：圖 3 把電場強(qiáng)度方向改為向上，其他條件不變， 問：物體將做什么運(yùn)動 ?()答案：物體將繼續(xù)做勻速運(yùn)動。變形 2：圖 4 把電場強(qiáng)度方向改為水平向左，其他條件不 變，問：物體將做什么運(yùn)動 ?分析：對物體受力分析，有 分析可知，物體將做勻減速運(yùn)動。變形 3：圖 5 把電場強(qiáng)度方向改為水平向右，其

3、它條件不 變，問：物體將做什么運(yùn)動 ?分析：由于電場力的大小未知，所以要分情況討論。1、當(dāng)，物體沒有離開斜面。設(shè)加速度為a，結(jié)論：物體將沿斜面加速下滑。也可以這樣理解：當(dāng)沒有電場，物體勻速運(yùn)動，有，即沿 斜面向下的力等于沿斜面向上的力。而當(dāng)加上水平向右的電 場，物體將受到向右的電場力的作用，把電場力進(jìn)行分解， 可知，沿斜面向下的力增加，而由于正壓力的減小，沿斜面 向上的合力減小，合力沿斜面向下，物體加速下滑。2、當(dāng)，物體與斜面接觸但沒有擠壓，這時無摩擦力的作 用，有結(jié)論：物體將沿斜面加速下滑。3、當(dāng)，物體離開斜面，將做曲線運(yùn)動。點(diǎn)評：通過改變電場強(qiáng)度的方向來分析物體的運(yùn)動情況，發(fā)現(xiàn)物體的運(yùn)動情

4、況就發(fā)生改變。我們通過這一模型的拓展 達(dá)到了對各個運(yùn)動情況的分析，有利于加強(qiáng)學(xué)生對各個模型 的辨別能力，也鍛煉了學(xué)生分析問題的能力。例2:如圖6所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)在Q 點(diǎn)的正上方和 Q相距分別為h和0.25h，將另一點(diǎn)電荷從 A 點(diǎn)由靜止釋放運(yùn)動到 B點(diǎn)時速度正好又變?yōu)榱?，若此電荷?A 點(diǎn)處的加速度大小為 3/4g 。求：1、此電荷在B點(diǎn)處的加速度？2、A、B兩點(diǎn)間的電勢差?（用Q h表示）分析：在A點(diǎn)對點(diǎn)電荷受力分析，如圖 7所示，有而同理，在 B 點(diǎn)時，分析上面四個式子，得到在A到B的過程中，利用動能定理， 有把q代入此式，有可作如下變形：變形：題目見上一題，而把“在

5、A點(diǎn)加速度為3/4g ”改 為“對于點(diǎn)電荷的電場其電勢的表達(dá)式為，取無限遠(yuǎn)處為電 勢為零的點(diǎn)”，問：在 A到B的過程中，其速度在什么位置 達(dá)到最大 ?最大值為多少 ?分析：當(dāng)二者相距為時這一點(diǎn)定為 C點(diǎn)，重力等于靜電力， 這時速度最大，有根據(jù)，在A點(diǎn)：在C點(diǎn)：所以：在A到C過程中，利用動能定理，有有上兩式，得點(diǎn)評：在新課后習(xí)題教學(xué)中，時間是非常有限的，我們不 可能做大量的題目，然后在題海中來領(lǐng)悟和體會其中的知識 體系和物理方法，那樣只能是事倍功半。所以我們要通過對 典型例題的講解，對題目的不斷的改變和延伸，使之觸及到 各個知識點(diǎn)，然后串其知識點(diǎn)，自己感悟?qū)@一類模型的處 理方法， 這樣可以跳出

6、做題的苦海， 變被動做題為主動出擊， 效果較好。變式練習(xí)：1. 如圖8所示，質(zhì)量為 m帶+q電量的滑塊，在沒加電場 時能沿絕緣斜面勻速下滑，當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場 區(qū)時，滑塊運(yùn)動的狀態(tài)為 ( )A. 繼續(xù)勻速下滑B. 將加速下滑C .將減速下滑D. 立即停止2. 如圖 9 所示為光滑絕緣導(dǎo)軌，與水平成 45° 角，兩 個質(zhì)量均為 m兩個等電量q的同種電荷小球由靜止沿導(dǎo)軌 在同一水平高度處下滑 ( 導(dǎo)軌足夠長 ) ，求：(1) 兩球間距離 x0 為多少時兩球速度達(dá)到最大值。(2) 以后小球做何種形式的運(yùn)動 ?3.如圖10所示，水平固定的小圓盤 A,帶電量為Q,電勢 為零，從盤心處 o由靜止釋放一質(zhì)量為m帶電量為+Q的小球，由于電場的作用，小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直 線上的c點(diǎn)，Oc=h,又知道過豎直線上的b點(diǎn)時，小球速度最大，由此可知在 Q所形成的電場中，可以確定的物理量是 ( )A. b 點(diǎn)