不識(shí)電場(chǎng)真面目只緣沒(méi)有電場(chǎng)線

不識(shí)電場(chǎng)真面目只緣沒(méi)有電場(chǎng)線山東省惠民縣第一中學(xué)張占新電場(chǎng)看不到，摸不著，很抽象，人們?yōu)樾蜗蟮孛枋鲭妶?chǎng)而引入了電場(chǎng)線，電場(chǎng)線使抽象的電場(chǎng)變的形象、具體，然而很多關(guān)于電場(chǎng)的物理習(xí)題，并未畫出電場(chǎng)線，解答這類電場(chǎng)的問(wèn)題時(shí)，如果能畫出電場(chǎng)線，就可根據(jù)的電場(chǎng)真面目，很方便地判定點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中受力、做功、電勢(shì)能變化等情況，使問(wèn)題的解答變的形象、具體、簡(jiǎn)潔。一、依據(jù)常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線來(lái)畫出需要的電場(chǎng)線孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線、等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線、等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線、點(diǎn)電荷與帶電平的電場(chǎng)線，需要記住，可直接套用。例1如圖1所示，P、Q是兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷．它們連線的中點(diǎn)是O，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，＜，用分別表示A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，則（）A．一定有，一定有B．不一定有，一定有C．一定有，不一定有D．不一定有，不一定有解析：畫出兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖2，電場(chǎng)線特點(diǎn)是先密再疏，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，但具體位置不確定，可上，可下，這樣A、B所在處的電場(chǎng)線的疏密程度就會(huì)變化，就不一定有，但根據(jù)沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，一定有。答案：B。點(diǎn)評(píng)：通過(guò)畫出兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布，使無(wú)形的電場(chǎng)變的有形，問(wèn)題的解答變形象化、具體化。例2如圖3所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q，x軸上的P點(diǎn)位于的右側(cè)。下列判斷正確的是（）A．在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能增大D．若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能減小解析：畫出等量正負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線如圖4，由電場(chǎng)分布可知，在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，即和P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的C點(diǎn)，A正確。若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，所以電勢(shì)能先減小后增大。一般規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零，過(guò)O點(diǎn)的中垂線電勢(shì)也為零，所以試探電荷+q在P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值，移至O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零，所以電勢(shì)能增大，C正確。答案AC點(diǎn)評(píng)：電場(chǎng)線可用來(lái)形象地描述電場(chǎng)的特性，以上解析畫出了能形象描述電場(chǎng)分布的輔助工具──電場(chǎng)線，化抽象為形象，使問(wèn)題的解答變的很容易。例3在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形的abcd，頂點(diǎn)a、c處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖5所示。若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)。粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中（）A．先作勻加速運(yùn)動(dòng)，后作勻減速運(yùn)動(dòng)B．先從高電勢(shì)到低電勢(shì)，后從低電勢(shì)到高電勢(shì)C．電勢(shì)能與機(jī)械能之和先增大，后減小D．電勢(shì)能先減小，后增大解析：畫出ac處等量正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線如圖6，由于不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，-q受到的電場(chǎng)力是變力，加速度是變化的。所以A錯(cuò)；由電場(chǎng)線分布圖6，從b到O，-q逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，O到d再順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，故b到d電勢(shì)是先增大后減小，B錯(cuò)；從b到a，-q只受到的電場(chǎng)力，即只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，故電勢(shì)能與機(jī)械能的和守恒，C錯(cuò)；由b到O電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，由O到d電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，D對(duì)。答案：D點(diǎn)評(píng)：本題中告訴了O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，由沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可以畫出電場(chǎng)線，粒子受力方向一眼就能看出，接著做功問(wèn)題也很容易得出了。例5如圖9勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行。已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為V、V和2V，該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為（）

A．V、V

B．0V、4VC．V、

D．0V、V解析：根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)面是平行等間距排列，且電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降落，取ab的中點(diǎn)O，即為三角形的外接圓的圓心，且該點(diǎn)電勢(shì)為2V，故Oc為等勢(shì)面，MN為一條電場(chǎng)線，方向?yàn)镸N方向，畫出電場(chǎng)線分布如圖10，UOP=UOa=V，UON：UOP=2：，故UON=2V，N點(diǎn)電勢(shì)為0，為最小電勢(shì)點(diǎn)，同理M點(diǎn)電勢(shì)為4V，為最大電勢(shì)點(diǎn)。答案：B

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵是外接圓上哪里電勢(shì)最低和最高，通過(guò)繪制出分布直觀的電場(chǎng)線，以電場(chǎng)線為輔助工具，很方便的找出了外接圓上最低、最高電勢(shì)。銜接練習(xí)1．圖11中，a、b、c、d、e五點(diǎn)在一直線上，b、c兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)間的距離。在a點(diǎn)固定放置一個(gè)點(diǎn)電荷，帶電量為＋Q，已知在＋Q的電場(chǎng)中b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U。將另一個(gè)點(diǎn)電荷＋q從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)的過(guò)程中（）A．電場(chǎng)力做功qU

B．克服電場(chǎng)力做功qUC．電場(chǎng)力做功大于qU

D．電場(chǎng)力做功小于qU答案：D2．勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，AB的長(zhǎng)度為1m，D為AB的中點(diǎn)，如圖12所示。已知電場(chǎng)線的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14V、6V和2V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，一電量為1×10－6C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W，則（）A．W＝8×10－6J，E＞8V/mB．W＝6×10－6J，E＞6V/mC．W＝8×10－6J，E≤8V/mD．W＝6×10－6J，E≤6V/m答案：A3．如圖13所示,三條虛線表示電場(chǎng)中的等勢(shì)面,φ1=10v,φ2=20v,φ3=30v實(shí)線為一帶電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A到B通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，據(jù)此可知（）

A．粒子帶負(fù)電B．帶電質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能C．帶電質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能D．帶電質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)加速度大于在B點(diǎn)的加速度答案：ABD4a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好