高中物理易錯(cuò)題精選講解8電場錯(cuò)題集

1、高中物理易錯(cuò)題精選講解8:電場錯(cuò)題集一、主要內(nèi)容本章內(nèi)容包括電荷、電場、電場力、電場強(qiáng)度、電場線、電勢、電勢差、電場力功、電容器、電容的定義和平行板電容器電容的決定條件等基本概念，以及庫侖定律、靜電感應(yīng)、 電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。二、基本方法本章涉及到的基本方法有，運(yùn)用電場線、等勢面幾何方法形象化地描述電場的分布；將運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律應(yīng)用到電場中，分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題、解決導(dǎo)體靜電 平衡的問題。本章對能力的具體要求是概念準(zhǔn)確，不亂套公式懂得規(guī)律的成立條件適用的范 圍。從規(guī)律出發(fā)進(jìn)行邏輯推理，把相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通靈活處理物理問題。三、錯(cuò)解分析在本章知識(shí)應(yīng)

2、用的過程中，初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：不善于運(yùn)用電場線、等勢面為工具，將抽象的電場形象化后再對電場的場強(qiáng)、電勢進(jìn)行具體分析；對靜電平衡內(nèi)容理解有偏差；在運(yùn)用力學(xué)規(guī)律解決電場問題時(shí)操作不規(guī)范等。例1 如圖81所示，實(shí)線是一個(gè)電場中的電場線，虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場中的軌跡，若電荷是從 a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是：A.電荷從a到b加速度減小b處電勢能大b處電勢高D.電荷在b處速度小【錯(cuò)解】由圖81可知，由a-b,速度變小，所以，加速度變小，選A。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡妱萆叻较?，所以b處電勢高于a點(diǎn)，選Co圖8T【錯(cuò)解原因】選A的同學(xué)屬于加速度與速度的關(guān)系不清；選C

3、的同學(xué)屬于功能關(guān)系不清。【分析解答】 由圖81可知b處的電場線比a處的電場線密，說明b處的場強(qiáng)大于a處的場強(qiáng)。根據(jù)牛頓第二定律，檢驗(yàn)電荷在b處的加速度大于在 a處的加速度，A選項(xiàng)錯(cuò)。由圖8 1可知，電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，必受到不等于零的合外力，即Few0,且Fe的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹向。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以電場線指向是從疏到密。再利用“電場 線方向?yàn)殡妱萁档妥羁斓姆较颉迸袛郺, b處電勢高低關(guān)系是 UU, C選項(xiàng)不正確。根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場力的夾角大于90 ,可知電場力對檢驗(yàn)電荷做負(fù)功。功是能量變化的量度，可判斷由a-b電勢能增加，B選項(xiàng)正確；又因電場力做功與路徑無關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，

4、電勢能增加則動(dòng)能減小，即速度減小，D選項(xiàng)正確?！驹u析】 理解能力應(yīng)包括對基本概念的透徹理解、對基本規(guī)律準(zhǔn)確把握。本題就體現(xiàn)高考在這方面的意圖。這道小題檢查了電場線的概念、牛頓第二定律、做曲線運(yùn)動(dòng)物體速度與加速度的關(guān)系、電場線與等勢面的關(guān)系、電場力功(重力功)與電勢能(重力勢能)變化的 關(guān)系。能量守恒定律等基本概念和規(guī)律。要求考生理解概念規(guī)律的確切含義、適用條件，鑒 別似是而非的說法。例2 將一電量為q=2X 106C的點(diǎn)電荷從電場外一點(diǎn)移至電場中某點(diǎn)，電場力做功 4X10-5J,求A點(diǎn)的電勢。【錯(cuò)解】W 4乂10 W = qU所以U= =r = 2O(V)所以，A點(diǎn)電勢為20k q 2 X 1

5、U【錯(cuò)解原因】錯(cuò)誤混淆了電勢與電勢差兩個(gè)概念間的區(qū)別。在電場力的功的計(jì)算式W=q, U系指電場中兩點(diǎn)間的電勢差而不是某點(diǎn)電勢?！痉治鼋獯稹拷夥ㄒ唬涸O(shè)場外一點(diǎn)P電勢為Up所以U=0,從-A,電場力的功 W=qUA，所以W= q U-Ua), 即 4X10-5=2X10-6 (0-Ua)Ua= 20V解法二：設(shè)A與場外一點(diǎn)的電勢差為 U,由W=qU所以=因?yàn)?=0,所以|呢| = 20因?yàn)殡妶隽φ姾勺稣?，必由高電勢移向低電勢，所?u= -20V【評析】公式 W=qK兩種用法：（1）當(dāng)電荷由AfB時(shí)，寫為 W=qU=q（UA-UB）,強(qiáng)調(diào)帶符號(hào)用， 此時(shí)W的正、負(fù)直接與電場力做正功、負(fù)功對應(yīng)

6、，如“解法一”；（2） W q, U三者都取絕對值運(yùn)算，如“解法二”，但所得 W或U得正負(fù)號(hào)需另做判斷。建議初學(xué)者采用這種方法。例3 點(diǎn)電荷A和B,分別帶正電和負(fù)電，電量分別為 4Q和Q,在AB連線上，如圖8 -2,電場強(qiáng)度為零的地方 在 TOC o 1-5 h z A. A和B之間B, A右側(cè)C. B左側(cè)D. A的右側(cè)及B的左側(cè)Q4Q00 BK圖8-2【錯(cuò)解】錯(cuò)解一：認(rèn)為 A, B間一點(diǎn)離A, B距離分別是2r和r,則A, B在此點(diǎn)的場強(qiáng)分別為%和%=孥 大小相等，可以抵源（2r）r故選A.錯(cuò)解二：認(rèn)為在 A的右側(cè)和B的左側(cè)，由電荷產(chǎn)生的電場方向總相反，因而都有可能抵 消，選D?！惧e(cuò)解原因】

7、錯(cuò)解一忽略了 A, B間&和8方向都向左，不可能抵消。錯(cuò)解二認(rèn)為在 A的右側(cè)和B的左側(cè)，由兩電荷產(chǎn)生的電場方向總相反，因而都有可能抵 消，卻沒注意到 A的右側(cè)Ea總大于Eb,根本無法抵消?！痉治鼋獯稹恳?yàn)锳帶正電，B帶負(fù)電，所以只有 A右側(cè)和B左側(cè)電場強(qiáng)度方向相反，因?yàn)?Q,所 以只有B左側(cè)，才有可能 Ea與Eb等量反向，因而才可能有 Ea和Eb矢量和為零的情況。【評析】解這類題需要的基本知識(shí)有三點(diǎn)：（1）點(diǎn)電荷場強(qiáng)計(jì)算公式E =苧；（2）正點(diǎn)電荷場強(qiáng)方向離點(diǎn)電荷而去，負(fù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)方向向點(diǎn)電荷而來；（3）某點(diǎn)合場強(qiáng)為各場源在該點(diǎn)場強(qiáng)的矢量和。例4 如圖8-3所示，Q=3X 10_8C, Q=-

8、3X10-8C, A, B兩球相距5cm,在水平方向外電場作用下，A, B保持靜止，懸線豎直，求 A, B連線中點(diǎn)場強(qiáng)。（兩帶電小球可看作質(zhì)點(diǎn)）【錯(cuò)解】以A為研究對象，B對A的庫侖力和外電場對 A的電場力相等，所細(xì)外 Qa =kQ：?B , E外- Jo -3X10“TX10N/C)9XW9 X5(5 乂 10寸)設(shè)AB中點(diǎn)總場強(qiáng) E總=E+EA+Eb=E外=1.8X105 （N/C）,方向向左?！惧e(cuò)解原因】在中學(xué)階段一般不將 Q的電性符號(hào)代入公式中計(jì)算。在求合場強(qiáng)時(shí)，應(yīng)該對每一個(gè)場做方向分析，然后用矢量疊加來判定合場強(qiáng)方向,而錯(cuò)解認(rèn)為Er =k故，EB 而得出E西-Eo且Qa = -Qr，-

9、E或+Eb = 0,從【分析解答】以A為研究對象，B對A的庫侖力和外電場對 A的電場力平衡,IQJ 9X10X3X10- q上外(5X1O-V=18XW/C)E外方向與A受到的B的庫侖力方向相反，方向向左。在AB的連線中點(diǎn)處Ea, Eb的方向均向右，設(shè)向右為正方向。則有E=Ea+Eb-E外。k|Q，7koE 嶼=7X18X10$ =756X10“N/C3 方向向左。 ar式【評析】本題檢查考生的空間想象能力。對于大多數(shù)同學(xué)來說，最可靠的辦法是：按照題意作出A, B的受力圖。從 A, B的電性判斷點(diǎn)電荷 A B的場強(qiáng)方向，從 A或B的受力判斷外加勻強(qiáng) 電場的方向。在求合場強(qiáng)的方向時(shí)，在A, B的

10、連線中點(diǎn)處畫出每一個(gè)場強(qiáng)的方向，最后再計(jì)算。這樣做恰恰是在按照物理規(guī)律解決問題。例5 在電場中有一條電場線，其上兩點(diǎn)a和b,如圖84所示，比較a, b兩點(diǎn)電勢高低和電場強(qiáng)度的大小。如規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則a, b處電勢是大于零還是小于零，為什么？圖e-4【錯(cuò)解】順電場線方向電勢降低，.UaUb,因?yàn)闊o窮遠(yuǎn)處電勢為零， 順電場線方向電勢降低，.-.UaU0。【錯(cuò)解原因】由于把所給電場看成由正點(diǎn)電荷形成的電場，認(rèn)為從正電荷出發(fā)，順電場線電勢逐漸減小到零，從而得出 ua, Ub均大于零?！痉治鼋獯稹宽橂妶鼍€方向電勢降低，aUb,由于只有一條電力線，無法看出電場線疏密，也就無法判定場強(qiáng)大小。同樣無法

11、判定當(dāng)無窮遠(yuǎn)處電勢為零時(shí)，a, b的電勢是大于零還是小于零。若是由正電荷形成的場，則三E, UU0,若是由負(fù)電荷形成的場，則EaVEb, 0UU?！驹u析】只有一條電場線，可以判定各點(diǎn)電勢高低，但無法判定場強(qiáng)大小及電勢是否大于零。例6 如圖85所示，把一個(gè)不帶電的枕型導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)， 在a, b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說法正確的是:A.閉合K,有電子從枕型導(dǎo)體流向地B.閉合K2,有電子從枕型導(dǎo)體流向地C.閉合K,有電子從地流向枕型導(dǎo)體D.閉合沒有電子通過 K2圖8-5【錯(cuò)解】枕型導(dǎo)體電荷總是守恒白1沒有電子流過K2o選D?！惧e(cuò)解原因】由于對沒有正確理解電荷守恒的相對性，所

12、以在本題中認(rèn)為枕型導(dǎo)體的電荷總是守恒的，便錯(cuò)選答案Do【分析解答】在K, &都閉合前，對于枕型導(dǎo)體它的電荷是守恒的，a, b出現(xiàn)的負(fù)、正電荷等量。當(dāng)閉合Ki, 6中的任何一個(gè)以后，便把導(dǎo)體與大地連通，使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移。因此，導(dǎo)體 本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒。由于靜電感應(yīng)，a端仍為負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量正電荷，因此無論閉Ki還是都是有電子從地流向?qū)w，應(yīng)選答案Co【評析】在解決此類靜電平衡問題時(shí)，對電荷守恒的理解應(yīng)為：電荷守恒定律有相對性，一個(gè)物理過程中，某個(gè)物體或某些物體的電荷并不守恒，有增 或有減，而這一過程中必有另一些物體的電荷有減或有增，其中的增量和

13、減量必定相等，滿 足全范圍內(nèi)的守恒。即電荷是否守恒要看是相對于哪一個(gè)研究對象而言。電荷守恒是永恒的，是不需要條件的。電荷守恒定律也是自然界最基本的規(guī)律之一。在 應(yīng)用這個(gè)定律時(shí)，只要能夠全面地考察參與電荷轉(zhuǎn)移的物體，就有了正確地解決問題的基礎(chǔ)。例7 如圖8-6所示，兩個(gè)質(zhì)量均為 m的完全相同的金屬球殼 a與b,其殼層的厚度和 質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為I,為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，使其電量的絕對值均為Q那么，a、b兩球之間的萬有引力 F引庫侖力F 庫分別為:F引一eF庫fF G- F #k -C. F引產(chǎn)Gf F庫12D.F曠G,【錯(cuò)解】(1)因?yàn)閍,

14、 b兩帶電球殼質(zhì)量分布均勻，可將它們看作質(zhì)量集中在球心的質(zhì)點(diǎn)，也可看作點(diǎn)電荷，因此，萬有引力定律和庫侖定律對它們都適用，故其正確答案應(yīng)選Ao(2)依題意，a, b兩球中心間的距離只有球半徑的 3倍，它們不能看作質(zhì)點(diǎn)，也不能看作點(diǎn)電荷，因此，既不能用萬有引力定律計(jì)算它們之間的萬有引力，也不能用庫侖定律計(jì)算它們之間的靜電力，故其正確答案應(yīng)選B。【錯(cuò)解原因】由于一些同學(xué)對萬有引力定律和庫侖定律的適用條件理解不深刻，產(chǎn)生了上述兩種典型錯(cuò)解，因庫侖定律只適用于可看作點(diǎn)電荷的帶電體，而本題中由于a, b兩球所帶異種電荷的相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的

15、距離l只有其半徑r的3倍，不滿足lr的要求，故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷， 所以不能應(yīng)用庫侖定律。萬有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離l只有其半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)。因此，可 以應(yīng)用萬有引力定律。綜上所述，對于a, b兩帶電球殼的整體來說，滿足萬有引力的適用條件，不滿足庫侖定 律的適用條件，故只有選項(xiàng) D正確?！驹u析】用數(shù)學(xué)公式表述的物理規(guī)律，有它的成立條件和適用范圍。也可以說物理公式是對應(yīng)著定的物理模型的。應(yīng)用物理公式前，一定要看一看能不能在此條件下使用該公式。例8 如圖8-7中接地的金屬球 A的半徑為R A點(diǎn)電

16、荷的電量 Q,到球心距離為r ,該點(diǎn)電荷的電場在球心 O處的場強(qiáng)等kQ kQ?一三圖8-T根據(jù)靜電平衡時(shí)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的特點(diǎn)，Q在O處場強(qiáng)為零，選Co【錯(cuò)解原因】有些學(xué)生將“處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零”誤認(rèn)為是指Q電荷電場在球體內(nèi)部處處為零。實(shí)際上，靜電平衡時(shí)O處場強(qiáng)為零，是指點(diǎn)電荷Q在。處的場強(qiáng)E =理與感應(yīng)電荷在C處的場強(qiáng)大小 r相等，方向相反，合場強(qiáng)為零?！痉治鼋獯稹快o電感應(yīng)的過程，是導(dǎo)體 A （含大地）中自由電荷在電荷 Q所形成的外電場下重新分布的過程，當(dāng)處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)， 在導(dǎo)體內(nèi)部電荷 Q所形成的外電場 E與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的“附加電場E”同時(shí)存在的，且在導(dǎo)體內(nèi)

17、部任何一點(diǎn)，外電場電場場強(qiáng)E與附加電場的場強(qiáng) E,大小相等，方向相反，這兩個(gè)電場疊加的結(jié)果使內(nèi)部的合場強(qiáng)處處為零。即E內(nèi)=0。而電荷Q的電場在球心處的場艷仍等于半，即選項(xiàng)D正確。r【評析】還應(yīng)深入追究出現(xiàn)本題錯(cuò)解的原因：只記住了靜電平衡的結(jié)論，對靜電平衡的全過程不清楚。要弄清楚“導(dǎo)體進(jìn)入電場，在電場力的作用下自由電子定向移動(dòng)，出現(xiàn)感應(yīng)電荷的聚 集，進(jìn)而形成附加電場”開始，直到“附加電場與外電場平衡，使得導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)疊加為零，移動(dòng)自由電子電場力為零?！睘橹沟娜^程。例9 如圖8-8所示，當(dāng)帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接時(shí)，問驗(yàn)電器是否帶電？圖88【錯(cuò)解】因?yàn)殪o電平衡時(shí)

18、，凈電荷只分布在空腔導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部無靜電荷，所以，導(dǎo)體A內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器小球連接時(shí)，驗(yàn)電器不帶電。 【錯(cuò)解原因】關(guān)鍵是對“導(dǎo)體的外表面”含義不清，結(jié)構(gòu)變化將要引起“外表面”的變化，這一點(diǎn)要分析清楚。錯(cuò)解沒有分析出空腔導(dǎo)體 A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球 B連接后，驗(yàn)電器的 金箔成了導(dǎo)體的外表面的一部分，改變了原來導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。A和B形成一個(gè)整體，凈電荷要重新分布?！痉治鼋獯稹慨?dāng)導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接時(shí)，導(dǎo)體 A和驗(yàn)電器已合為一個(gè)整體，整個(gè)導(dǎo)體為等勢體，同性電荷相斥，電荷重新分布，必有凈電荷從 A移向B,所以驗(yàn)電器帶正 電?！驹u析】一部分同學(xué)做錯(cuò)這道題還有一個(gè)原因，就是知識(shí)

19、遷移的負(fù)面效應(yīng)。他們曾經(jīng)做過一道與本題類似的題：“先用絕緣金屬小球接觸帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部，然后將絕緣金屬小球移出空腔導(dǎo)體 A與驗(yàn)電器的小球 B接觸，驗(yàn)電器的金箔不張開。”他們見到本題就不假思索地選擇了不帶電的結(jié)論。“差異就是矛盾，”學(xué)習(xí)中要善于比較，找出兩個(gè)問題的區(qū)別才方能抓住問題的關(guān)鍵。這兩道題的差異就在于：一個(gè)是先接觸內(nèi)壁，后接觸驗(yàn)電器小球；另一個(gè)是正電的絕緣空腔導(dǎo)體 A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接。進(jìn)而分析這種差異 帶來的什么樣的變化。生搬硬套是不行的。例10 三個(gè)絕緣的不帶電的相同的金屬球A, B, C靠在一起，如圖8-9所示，再將一個(gè)帶正電的物體從左邊靠近 A球，并固

20、定好，再依次拿走C球、B球、A球，問：這三個(gè)金屬 球各帶什么電？并比較它們帶電量的多少。將帶正電的物體靠近 A球，A球帶負(fù)電，C球帶正電，B球不帶電。將 C, B, A三球依次 拿走，C球帶正電，B球不帶電，A球帶負(fù)電，Q=Q?！惧e(cuò)解原因】認(rèn)為將C球拿走后，A, B球上所帶電量不改變。其實(shí)，當(dāng) C球拿走后，A B球原來的靜 電平衡已被破壞，電荷將要重新運(yùn)動(dòng)，達(dá)到新的靜電平衡?！痉治鼋獯稹繉д姷奈矬w靠近 A,靜電平衡后，A, B, C三球達(dá)到靜電平衡， C球帶正電，A球帶 負(fù)電，B球不帶電。當(dāng)將帶正電的 C球移走后，A, B兩球上的靜電平衡被打破，B球右端電子在左端正電的物體的電場的作用下向

21、A運(yùn)動(dòng)，形成新的附加電場，直到與外電場重新平衡時(shí)為止。此時(shí)B球帶正電，A球所帶負(fù)電將比 C球移走前多。依次將 C, B, A移走，C球帶正電， B球帶少量正電，A球帶負(fù)電，且A球帶電量比C球帶電量多。|Qa|=|Q b|+|Q c|在學(xué)習(xí)牛頓第二定律時(shí)，當(dāng)外力發(fā)生變化時(shí)，加速度就要發(fā)生變化。這種分析方法不僅適用于力學(xué)知識(shí)，而且也適用于電學(xué)知識(shí)，本題中移去C球，電場發(fā)生了變化，電場力相應(yīng)的發(fā)生了變化，要重新對物理過程進(jìn)行分析，而不能照搬原來的結(jié)論。例11 如圖8-10所示，當(dāng)帶電體 A靠近一個(gè)絕緣導(dǎo)體 B時(shí)，由于靜電感應(yīng)，B兩端感應(yīng)出等量異種電荷。將 B的左端接地，絕緣導(dǎo)體 B帶何種電荷？【錯(cuò)解

22、】對于絕緣體B,由于靜電感應(yīng)左端帶負(fù)電，右端帶正電。左端接地，左端電荷被導(dǎo)走， 導(dǎo)體B帶正電?！惧e(cuò)解原因】將導(dǎo)體B孤立考慮，左端帶負(fù)電，右端帶正電，左端接地后左邊電勢比地電勢低，所以負(fù)電荷將從電勢低處移到電勢高處。即絕緣體B上負(fù)電荷被導(dǎo)走?！痉治鼋獯稹恳?yàn)閷?dǎo)體B處于正電荷所形成的電場中，而正電荷所形成的電場電勢處處為正，所以導(dǎo)體B的電勢是正的，LB U地；而負(fù)電荷在電場力的作用下總是從低電勢向高電勢運(yùn)動(dòng)，B左端接地，使地球中的負(fù)電荷（電子）沿電場線反方向進(jìn)入高電勢B導(dǎo)體的右端與正電荷中和，所以B導(dǎo)體將帶負(fù)電荷。0810例12 如圖811所示，質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子，以初速度 vo,從A點(diǎn)豎

23、直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中，粒子通過電場中B點(diǎn)時(shí)，速率vb=2vo,方向與電場的方向一致，則A, B兩點(diǎn)的電勢差為：2q q q 2qBo %曲:j）.:圖 811【錯(cuò)解】帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)，一般不考慮帶電粒子的重力，根據(jù)動(dòng)能定理，電場力所做的功等于帶電粒子動(dòng)能的增量，電勢差等于動(dòng)能增量與電量Q的比值，應(yīng)選 d【錯(cuò)解原因】帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)，一般不考慮帶電粒子的重力，則粒子在豎直方向?qū)⒈３钟兴俣葀o,粒子通過B點(diǎn)時(shí)不可能有與電場方向一致的2vo,根據(jù)粒子有沿場強(qiáng)方向的速度2v0,則必是重力作用使豎直向上的速度變?yōu)榱?。如一定不考慮粒子重力，這只有在電場無限大，帶 電粒子受電場力

24、的作用，在電場方向上的速度相比可忽略不計(jì)的極限狀態(tài)，且速度沿電場方 向才能成立。而本題中 vo與vb相比不能忽略不計(jì)，因此本題應(yīng)考慮帶電粒子的重力。【分析解答】在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)2gh=V02電場力做正功、重力做負(fù)功使粒子的動(dòng)能由（血力變?yōu)?mu1，則11根據(jù)動(dòng)能定理Uq-m 齦=1mv2解方程，A, B兩點(diǎn)電勢差應(yīng)為濁J，應(yīng)選G q【評析】根據(jù)初、末速度或者運(yùn)動(dòng)軌跡判斷物體的受力情況是解決與運(yùn)動(dòng)關(guān)系問題的基本功。即使在電學(xué)中，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)同樣也要應(yīng)用這個(gè)基本功。通過這樣一些題目的訓(xùn)練，多積累這方面的經(jīng)驗(yàn)，非常必要。例13 在邊長為30cm的正三角形的兩個(gè)頂點(diǎn) A, B上各放一個(gè)帶電

25、小球，其中Q=4X10-6Q=-4X10-6C,求它們在三角形另一頂點(diǎn) C處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。【錯(cuò)解】C點(diǎn)的電場強(qiáng)度為 Q, Q各自產(chǎn)生的場強(qiáng)之和，由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式，Ei=k=9X10，x or=4X10i（n/c）E|=k* = 9XW詠婷需尸= 4X10$ （N/C）.E=Ei+E2=0【錯(cuò)解原因】認(rèn)為C點(diǎn)處的場強(qiáng)是 Q, Q兩點(diǎn)電荷分別在 C點(diǎn)的場強(qiáng)的代數(shù)和。【分析解答】計(jì)算電場強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)先計(jì)算它的數(shù)值，電量的正負(fù)號(hào)不要代入公式中，然后根據(jù)電場源 的電性判斷場強(qiáng)的方向，用平行四邊形法求得合矢量，就可以得出答案。由場強(qiáng)公式得:Ei =k與= 4X103N/C) rEa =k-4XiO5(

26、N/QC點(diǎn)的場強(qiáng)為Ei, E2的矢量和，由圖 812可知，E, Ei, E2組成一個(gè)等邊三角形，大小 相同，.E 2=4X105 (N/C)方向與 AB邊平行。例14 置于真空中的兩塊帶電的金屬板，相距1cm,面積均為10cm2,帶電量分別為Q=2X10_8C, Q=-2X10-8C,若在兩板之間的中點(diǎn)放一個(gè)電量q=5X 10-9C的點(diǎn)電荷，求金屬板對點(diǎn)電荷的作用力是多大？【錯(cuò)解】點(diǎn)電荷受到兩板帶電荷的作用力，此二力大小相等，方向相同，由庫侖定律F=k坐=9乂 10。乂絲竺名孚二: 3,6X10。(N),F(5X10)21 =耳+鳥=72104比方向指向帶負(fù)電的金屬板。如圖813所示.I Q1

27、【錯(cuò)解原因】庫侖定律只適用于點(diǎn)電荷間相互作用，本題中兩個(gè)帶電金屬板面積較大，相距較近，不 能再看作是點(diǎn)電荷，應(yīng)用庫侖定律求解就錯(cuò)了?！菊_解答】兩個(gè)平行帶電板相距很近，其間形成勻強(qiáng)電場，電場中的點(diǎn)電荷受到電場力的作用。4K kd10X ICT*-4X314X9X109 X5X1Q-5=1.77 X 1 廣心(F)兩極間電勢差為Q 2X10-84E = -= = 1.13X 106(V/m)d 1X10F = qE = 5X 10- X113 X Vf = 565X10-3N【評析】如果以為把物理解題當(dāng)作算算術(shù)，只要代入公式就完事大吉。那就走入了學(xué)習(xí)物理的誤區(qū)。例15 如圖8-14,光滑平面上固

28、定金屬小球 A,用長10的絕緣彈簧將 A與另一個(gè)金屬小球B連接，讓它們帶上等量同種電荷，彈簧伸長量為xi,若兩球電量各漏掉一半，彈簧伸B球先后受到的庫侖力為F1，耳，電量的乘枳從變?yōu)?q則與二再設(shè)彈簧勁度系數(shù)為%,則耳二與向，耳=k/型已知町=:與,故選B【錯(cuò)解原因】錯(cuò)解只注意到電荷電量改變，忽略了兩者距離也隨之變化，導(dǎo)致錯(cuò)誤?！痉治鼋獯稹坑深}意畫示意圖，B球先后平衡，于是有Co+Xl）誓2, J。十叼1。+勺.*B=U-UB=EdQ不變，壞變，根據(jù)C = -！L = 2有E = 4兀層，插入玻璃板，介 4 兀 kd UsS電常數(shù)增大，電場強(qiáng)度減小，導(dǎo)致 u下降?！惧e(cuò)解原因】沒有按照題意畫出示

29、意圖，對題意的理解有誤。沒有按照電勢差白定義來判斷 PB兩點(diǎn)間 電勢差的正負(fù)?！痉治鼋獯稹堪凑疹}意作出示意圖，畫出電場線，圖819所示。我們知道電場線與等勢面間的關(guān)系：“電勢沿著電場線的方向降落”所以UbU-UbV0, B板接地UB=03p=UB-Up=0-UpUP=-EdQ不變，d不變，根據(jù)。=旦 =&有E = 47ik9,插入玻璃板，介電4兀kd U出常數(shù)增大，電場強(qiáng)度減小，導(dǎo)致 up上升?！驹u析】如何理解PB間的電勢差減小，P點(diǎn)的電勢反倒升高呢？請注意，B板接地UPV0, PB間的電勢差減小意味著 UP比零電勢降落得少了。其電勢反倒升高了。例20 如圖8 20電路中，電鍵 K,K3,左均

30、閉合，在平行板電容器 C的極板間懸浮著一帶電油滴P,(1)若斷開Ki,則P將;(2)若斷開K2,則P將;(3)若斷開則P將;(4)若斷開K4,則P將。【常見錯(cuò)解】(1 )若斷開Ki,由于Ri被斷開，R上的電壓將增高，使得電容器兩端電壓下降，則P將向下加速運(yùn)動(dòng)。(2)若斷開K2,由于R被斷開，R上的電壓將增高，使得電容器兩端電壓下降，則 P將 向下加速運(yùn)動(dòng)。(3)若斷開K3,由于電源被斷開， R上的電壓將不變，使得電容器兩端電壓不變，則 P 將繼續(xù)懸浮不動(dòng)。(4)若斷開K4,由于電源被斷開， 的上的電壓將變?yōu)榱?，使得電容器兩端電壓下降，則 P將加速下降?！惧e(cuò)解原因】上述四個(gè)答案都不對的原因是對電

31、容器充放電的物理過程不清楚。尤其是充電完畢后， 電路有哪些特點(diǎn)不清楚。圖WF【分析解答】電容器充電完畢后，電容器所在支路的電流為零。電容器兩端的電壓與它所并聯(lián)的兩點(diǎn)的電壓相等。本題中四個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，有 R,險(xiǎn)兩端的電壓為零，即 R, R兩端等勢。電容 器兩端的電壓與 R兩端電壓相等。(1)若斷開Ki,雖然R被斷開，但是 R兩端電壓仍為零，電容器兩端電壓保持不變，則P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)(2)若斷開K2,由于R被斷開，電路再次達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器兩端電壓將升高至路端電壓R上的電壓仍為零，使得電容器兩端電壓升高，則P將向上加速運(yùn)動(dòng)。(3)若斷開K3,由于電源被斷開，電容器兩端電壓存在一個(gè)回路，電容器將放

32、電至極板兩端電壓為零，P將加速下降。(4) K4斷開，電容器兩端斷開，電量不變，電壓不變，場強(qiáng)不變，P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)?！驹u析】在解決電容器與直流電路相結(jié)合的題目時(shí)，要弄清楚電路的結(jié)構(gòu)，還要會(huì)用靜電場電勢的觀點(diǎn)分析電路，尋找等勢點(diǎn)簡化電路。例21 一個(gè)質(zhì)量為 m帶有電荷-q的小物塊，可在水平軌道 Ox上運(yùn)動(dòng)，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為 E,方向沿Ox軸正方向，如圖8-21所 示，小物體以初速 vo從xo沿Ox軌道運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到大小不變的摩擦力 f作用，且f Eq的含義。當(dāng)物塊初速度向右時(shí)，先減速到零，由于fv Eq物塊不可能靜止，它將向左加速運(yùn)動(dòng)，撞墻后又向右運(yùn)

33、動(dòng)，如此往復(fù)直到最終停止在軌道的 O端。初速度向左也是如此。【分析解答】設(shè)小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到停止在 O處的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中位移為 X0,往返路程為so根據(jù)動(dòng)能定理有qEx0 - fs = 0 - imv 2解得.鋁產(chǎn)在高考試卷所檢查的能力中，最基本的能力是理解能力。讀懂題目的文字并不困難，難 的是要抓住關(guān)鍵詞語或詞句，準(zhǔn)確地在頭腦中再現(xiàn)題目所敘述的實(shí)際物理過程。常見的關(guān)鍵 詞語有：“光滑平面、緩慢提升（移動(dòng)）、伸長、伸長到、輕彈簧、恰好通過最高點(diǎn)等”這 個(gè)工作需要同學(xué)們平時(shí)多積累。并且在做新情境（陌生題）題時(shí)有意識(shí)地從基本分析方法入 手，按照解題的規(guī)范一步一步做，找出解題的關(guān)鍵點(diǎn)來。提高自己的應(yīng)

34、變能力。例221000eV的電子流在兩極板中央斜向上方進(jìn)入勻強(qiáng)電場，電場方向豎直向上，它 的初速度與水平方向夾角為 30。，如圖822。為了使電子不打到上面的金屬板上，應(yīng)該在兩金屬板上加多大電壓U?電子流在勻強(qiáng)電場中做類似斜拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)進(jìn)入電場時(shí)初速度為V0,vOjt = vocos30cvay = sin 30*因?yàn)殡娮恿髟陔妶鲋惺艿截Q直向下電場力作用，動(dòng)能減少。欲使電子剛好打不到金屬板 上有Vr = 0,此時(shí)電子流動(dòng)能又由動(dòng)能定理，-% =E-Et-eU = - tnv0J cos 309 - -mv02202_ 1 2E . （Vsl _ 1 2Et _ _ 1 m I in Ek2ml212m4 h則U=4