林麗娥

摘? ?要：靜電場(chǎng)在高中物理中起到承前啟后的作用，而且抽象不易掌握，若用準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單的方法可以快速突破靜電場(chǎng)知識(shí)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電場(chǎng);類比法;正交分解法;難點(diǎn);快速

靜電場(chǎng)部分在高中物理知識(shí)體系中起到承前啟后的作用，它在歷年高考中占有相當(dāng)大的份額，特別是與重力場(chǎng)或者磁場(chǎng)結(jié)合經(jīng)常出現(xiàn)在壓軸題中。因此，突破靜電場(chǎng)難點(diǎn)的必要是顯而易見的。而靜電場(chǎng)知識(shí)既有著看不到、摸不著，又體驗(yàn)不了的抽象特性，使得突破靜電場(chǎng)難點(diǎn)變得更加的困難。但是，我們?nèi)绻脺?zhǔn)確、簡(jiǎn)單的方法即精準(zhǔn)方法，將使得抽象知識(shí)變形象、復(fù)雜問題變簡(jiǎn)單，使不可能變可能。

1? 用類比法深刻理解電場(chǎng)強(qiáng)度定義式與決定式的區(qū)別

2? 用微元法和對(duì)稱法容易解決帶電線（面、體）的電場(chǎng)疊加問題

【例題1】如圖1，一半徑為R的絕緣環(huán)上，均勻的分布著電量為Q的電荷，在垂直于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上有一點(diǎn)M，它與圓環(huán)中心O的距離為d。設(shè)靜電力常量為k，M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E，下列四個(gè)表達(dá)式，判斷正確的是（? ? ? ）

3? 用正交分解法快速求解勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度

對(duì)于電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的掌握題型中，熱點(diǎn)出題方式是：已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)平面內(nèi)直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的電勢(shì)或者四邊行三個(gè)頂點(diǎn)的電勢(shì)求解勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度，用正交分解法將比常規(guī)找等勢(shì)點(diǎn)法來得簡(jiǎn)單。

【例題2】如圖2，一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xoy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖2所示，三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是（? ? ? ）

A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5V/cm

B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1V

C.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7eV

D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為9eV[ 1 ]

4? 用結(jié)論法快速解決帶電粒子在加速電場(chǎng)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的問題

【例題3】如圖3所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1，之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么（）

A.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多

B.三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大

C.三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同

D.三種粒子一定打到屏上的同一位置[ 2 ]

分析：此題滿足上面的條件，粒子射出電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角與帶電粒子的質(zhì)量、電量、電性均無關(guān)，因此容易得出A、D選擇是正確的，而速度大小、時(shí)間與粒子的質(zhì)量有關(guān)，所以B、C是錯(cuò)誤的。此題若沒有上升到結(jié)論，會(huì)搞不清楚應(yīng)該分析哪些物理量，也得列出一系列類平拋的式子進(jìn)行推理計(jì)算，就可能導(dǎo)致花時(shí)間而且計(jì)算不準(zhǔn)確。而且我們從此可以得出經(jīng)過一系列公式算出的式子是有特定含義的，要加以總結(jié)提升。

5? 用v-t圖象法直觀處理帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題

帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)，交變電場(chǎng)一般給出的是φ-t圖象、U-t圖象或是E-t圖象，都可以把它們轉(zhuǎn)化成v-t圖象，這樣粒子的運(yùn)動(dòng)就可以直觀、形象得多，而且，根據(jù)圖象的面積公式很容易解決問題。

【例題4】如圖4甲，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖4乙所示。電子原來靜止在左極板小孔處（不計(jì)重力作用）。下列說法中正確的是（）

A.從t=0時(shí)刻釋放電子，電子將始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上

B.從t=0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)

6? 用等效法簡(jiǎn)單處理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)

物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)，如果疊加上電場(chǎng)，那就是難上加難，但是，如果把粒子受到的重力與電場(chǎng)力等效為一個(gè)類似重力的恒力，并且把圖象旋轉(zhuǎn)一定角度，那么問題就可以用“類過山車”簡(jiǎn)單處理。

【例題5】如圖6，半徑為r的光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，并處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，環(huán)內(nèi)側(cè)有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，靜止時(shí)，它和圓環(huán)中心O的連線與豎直方向的夾角為37°.求：

（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;

（2）若給小球一沿切線方向的瞬時(shí)初速度，小球便在圓環(huán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，為使小球能在圓環(huán)上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)速度至少為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

如果學(xué)生在掌握電場(chǎng)線和等勢(shì)線的基礎(chǔ)上，加上快速的掌握這些典型的知識(shí)難點(diǎn)，那么靜電場(chǎng)的知識(shí)就變得容易、直觀、形象了。而且可以進(jìn)一步的熟練使用物理的常用學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]寧鵬程.2017高考電場(chǎng)選擇題賞析[J].教學(xué)考試，2017（49）.

[2]百度文庫(kù).2020屆高三物理第4期好題速遞分項(xiàng)解析匯編專題07電場(chǎng)含解析.[EB/OL]https：//wendu.baidu.

[3]李慶國(guó).高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)-圖像專題[J].物理通報(bào)，2013（5）.