巧解一類電場(chǎng)問題

蔣金團(tuán)

(云南省施甸一中，云南 保山 678200)

巧解一類電場(chǎng)問題

蔣金團(tuán)

(云南省施甸一中，云南 保山 678200)

筆者從一道經(jīng)典電場(chǎng)選擇題出發(fā)，尋找該類問題的巧妙解答，形成通法，然后應(yīng)用到相關(guān)高考?jí)狠S題的求解.

電場(chǎng)；等勢(shì)面；電場(chǎng)線

在描述電場(chǎng)屬性時(shí),我們通常從兩個(gè)角度入手.其一,描述電場(chǎng)力的性質(zhì);其二,描述電場(chǎng)能的性質(zhì).因此,帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做無約束運(yùn)動(dòng)時(shí),題型有兩種:已知電勢(shì)能求力和已知力求電勢(shì)能，本文講述的是已知電勢(shì)能求電場(chǎng)力.這個(gè)題型有一個(gè)重要的技巧：先構(gòu)造等勢(shì)面后畫電場(chǎng)線，在兩種屬性間架起一座橋梁，以下說明具體的操作步驟.

如圖1所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn),已知任意兩點(diǎn)間的距離,還已知同一個(gè)電荷在兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力所做的功,需求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.

圖1

(2) 在高、低電勢(shì)點(diǎn)的連線上設(shè)一個(gè)點(diǎn),該點(diǎn)的電勢(shì)等于中電勢(shì),并給該點(diǎn)定標(biāo).

掌握上面所述的技巧之后,就可以把這種類型的選擇題巧妙改編成壓軸題.比如說,可以將特殊三角形換成斜三角形,將正弦定理、余弦定理考進(jìn)去,也可以將重力做功加進(jìn)去,但是解題的主要思路是不會(huì)變的.

圖2

例1：如圖2所示，A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm，把一個(gè)電量為10-5C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為零，從B移到C，電場(chǎng)力做功-1.73×10-3J，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向?yàn)? ).

A． 1000V/m,垂直AB斜向上

B. 1000V/m,垂直AB斜向下

C． 865V/m,垂直AC向左

D． 865V/m,垂直AC向右

解析：本題是一道已知電場(chǎng)能求電場(chǎng)力的題型,所以關(guān)鍵點(diǎn)是構(gòu)造等勢(shì)面畫電場(chǎng)線.

圖3

圖4

(1) 無電場(chǎng)時(shí)，小球達(dá)到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值；

(2) 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.

解析：與例1相比,本題的第(2)問仍然是已知電勢(shì)能求電場(chǎng)力,所以關(guān)鍵點(diǎn)仍然是構(gòu)造等勢(shì)面畫電場(chǎng)線,找到兩種屬性之間的聯(lián)系.唯一的差別就是加了一個(gè)重力做功.

(2) 加入電場(chǎng),題型變成已知電勢(shì)能求電場(chǎng)力.

圖5

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