高中物理電場及靜力問題解題的思路與方法

彭少揚

摘 要：在學習電場以及靜力問題過程中，由于學習習慣或是學習方式的影響，使得同學們對這部分內(nèi)容的學習效果并不是很理想，給同學們后期的學習帶來了很大的影響。本文對學習電場以及靜力問題過程中遇到的問題進行分析，并進行解題思路和解題方法的探討。

關鍵詞：高中物理；電場及電力問題；解題思路；方法探討

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）1-0022-3

1 電場問題的解題思路與方法

電場問題涉及到多個物理量，包括電場力以及電勢等概念，同時還包括場強以及電勢能等問題。在學習這一部分內(nèi)容時，首先要明確這些概念。只有在充分了解的基礎之上才能進行接下來的學習，同時也才能提升解題能力，培養(yǎng)解題思路。所以，對題目的準確理解是解決電場問題的最基本要求。在問題的設問中，往往會透露出一定的信息，而這些信息中就蘊含著解題的切入點，這些隱含的條件為同學們求解問題提供了一定的途徑。因此，在審題時，要對題目以及其中的各類條件作出有效判斷，也就意味著我們要將有效的信息準確無誤地提取出來，而將無用的信息剔除出去，并借助所提煉出來的關鍵信息進行電場問題的判斷。特別是在電場電荷組成形式的判斷上有著重要的意義。

其次，還要對相應的物理量符號進行把握，其中包括對該符號物理含義的確定。然后，在疊加原理和矢量以及標量中間作出選擇，就問題進行明確的判斷和計算。

例1 某形狀不規(guī)則的導體置于靜電場中，由于靜電感應，在導體周圍出現(xiàn)了幾種電場分布，電場線用虛線表示，等勢面用實線表示，如圖1，關于a、b、c三點說法正確的是（ ）

A.將電子從a點轉(zhuǎn)移到b點，電勢能減小

B.a點的電勢高于b點的電勢

C.將電子從a點移到c點，再從c點移到b點，電場力做功為零

D.a點的電場強度大于b點的電場強度

在對這一問題進行分析時，共有三種判斷方式：（1）公式法，這一方法主要是根據(jù)Ep=qΦ，將q、Φ的大小同正負號一同帶入公式，Ep的值越大，電勢能越大，Ep的負值越小，電勢能越大；（2）能量守恒法，在電場中，如果只有電場力做功，電荷的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，動能增加，電勢能減小，反之，電勢能增加；（3）做功判斷法，這一方法主要是電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加。通過上述方法能夠準確地求出題目當中的答案，即B選項。

另外，從電荷這一概念來看，從問題的性質(zhì)上來說屬于綜合性的問題，且同力學方面的知識有著密切的關聯(lián)。所以，在學習過程中還要對電荷這一概念進行仔細學習，并達到一個熟練掌握的程度。只有這樣，才能在解題的過程中游刃有余。但是，正是這些綜合性的問題，給同學們的學習造成了極大的阻力。對此，同學們在學習過程中要保持一顆平衡的心態(tài)，認識到學習知識不是一朝一夕的，知識之間更不是獨立存在的，而在某些方面存在著一定的關聯(lián)。只有認清這一點，同學們才能在學習過程中不斷地積累知識，并通過相互串聯(lián)的方式使其在大腦中逐漸形成一整套的物理知識體系，然后再通過反復練習將這些知識熟練運用，最終達到解題能力得到有效提高的目的。

電場問題同力學有著重要的關聯(lián)，對此，同學們在學習過程中要以力學問題的解題方法和集體思路為出發(fā)點進行思考：首先，對問題中某個帶電體進行明確，并將其作為研究對象；然后，對這一帶電體的外力進行分析；其次，除了對題目中的有效信息進行充分提取，還要就其中所暗含的信息進行挖掘，這些信息的鎖定對解題有著重要的作用；緊接著，當確定了題目中的物理量以及物理過程以后，便可以根據(jù)有效的力學規(guī)律進行解題；最后，由于電荷這一問題的存在使得題目最終的結果需要根據(jù)具體情況分別討論，所以，同學們在這一環(huán)節(jié)要切實把握好解題的完整性。

例2 如圖2所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是（ ）

A.1、2兩點的場強相等

B.1、3兩點的場強相等

C.1、2兩點的電勢相等

D.2、3兩點的電勢相等

解析 本題考查電場線和等勢面的相關知識。根據(jù)電場線和等勢面越密集電場強度越大，有E1>E2=E3，但是E2和E3電場強度方向不同，故選項A、B錯誤，沿著電場線方向電勢逐漸降低，同一等勢面電勢相等，故選項C錯誤，選項D為正確答案。

2 靜力問題的解題思路和方法

物理當中的靜力問題大致可以分為共點力的平衡、變化問題以及固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡與變化以及力的合成與分解這三種問題。所以，在針對這類問題進行解題時，首先要明確問題的類別，然后才能根據(jù)這基本出發(fā)點對受力問題進行研究。在這里要特別注意的是應采用分離法。但是，如果當這一方法在運用過程中過于簡單，那么在具體的解題過程中還要進行解題思路的轉(zhuǎn)換，也就是借助整體法判斷受力情況。此外，還可以首先對其他對象的受力情況進行分析，而后將隔離體的具體情況得出來，在這一實現(xiàn)過程中主要運用到的是反作用力和作用力原理。當所求問題得出答案后，便可畫出相應的受力圖，接下來，在進行力的正交分解時要借助矢量疊加的原理。最后，通過平衡方程式的方式將物體x、y方向的受力情況表示出來，最終求出相應的物理量。

例3 如圖3所示，一物塊靜止在粗糙的斜面上?，F(xiàn)用一水平向右的推力F推物塊，物塊仍靜止不動。則（ ）

A.斜面對物塊的支持力一定變小

B.斜面對物塊的支持力一定變大

C.斜面對物塊的靜摩擦力一定變小

D.斜面對物塊的靜摩擦力一定變大

試題分析：圖4為物體的受力分析圖。由于摩擦力方向未知，因此沒有畫出。

由受力分析圖正交分解法可以看出，在垂直斜面的方向上多出了F的分量，所以斜面對物塊的支持力一定變大，但是不能確定力F在斜面方向的分量與重力G在斜面上分量之間的大小關系。所以，斜面對物塊的靜摩擦力的大小也不確定，方向也不確定，故選項B正確。endprint

3 物體受力情況以及解題思路

通常情況下題目中所給的力較多，但是很多是干擾項，這就要求同學們最開始要明確研究對象，而后根據(jù)實際情況以及問題要求進行力的分析和判斷。此時，若是要進行部分受力情況分析就需要用到隔離法，然后將作用力原理、反作用力原理以及整體法等作為備用的解題手段。此外，還需要借助受力圖進行輔助分析，特別是在作圖的過程中，要充分保證作用力的大小，具體可以利用或長或短的作用線來區(qū)分，并將力的三要素標注出來，如果對力的方向難以明確，那么就可以自行設置一個方向，作為假定條件來輔助解題，然后將數(shù)值正負號確定出來，主要是根據(jù)物體受力情況以及平衡方向來判定。

例4 如圖5所示，放在斜面上的物體受到垂直于斜面向上的力F作用始終保持靜止，當力F逐漸減小后，下列說法正確的是（ ）

A.物體受到的摩擦力保持不變

B.物體受到的摩擦力逐漸增大

C.物體受到的合力減小

D.物體對斜面的壓力逐漸減小

試題分析：對物體受力分析可知，物體受重力、摩擦力、拉力F及斜面對物體的支持力N的作用。將這些力正交分解，根據(jù)力的平衡可知：

F+N=Gcosθ，f=Gsinθ。

當拉力F減小時，N會增大，而G是不變的，θ也是不變的，故摩擦力f也是不變的，物體受到的合力為0，所以選項A正確，選項B、C、D錯誤。

物體的作用力表現(xiàn)出兩種情況：一種情況是當該力不足三個或者是剛剛滿足三個這個條件時，就可以選擇利用圖解的方式進行解題，這種方式是針對這類條件最便捷的解題方式；另外一種情況是當該力超過三個時，可以借助解析法進行解題。但是，不是所有的解題方法都是一成不變的，需要在解題過程中根據(jù)具體情況靈活運用，其中就包括正交分解法，只有將這些方法全部掌握以后，才能根據(jù)具體情況在最短的時間內(nèi)以最快的速度算出答案。同學們只有在平時的學習過程中不斷地總結，并加強對此類習題的訓練，同時積極地從中總結出規(guī)律和經(jīng)驗，形成一整套系統(tǒng)的解題方法，才能在后期的學習中靈活運用，從而培養(yǎng)出解決電場問題以及靜力問題的解題思路和解題方法。

參考文獻：

[1]李新紀. 分析高中物理電場及靜力問題解題的思路與方法[J]. 通訊世界， 2017（4）：248-249.

[2]段啟帆. 高中物理電場及靜力問題解題的基本思路與方法[J]. 教育科學：引文版， 2016（11）：37-37.endprint