电场易错题赏析

时间:2022-08-07 02:45:04

一、易错解概况

1.不善于运用电场线、等势面为工具,将抽象的电场形象化后再对电场的场强、电势进行具体分析;

2.对静电平衡内容理解有偏差;

3.在运用力学规律解决电场问题时操作不规范.

二、典型例题赏析

【例1】如图1所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是()

A.电荷从a到b加速度减小

B.b处电势能大

C.b处电势高

D.电荷在b处速度小

错解:由图1可知,由ab,速度变小,所以,加速度变小,选A.因为检验电荷带负电,所以电荷运动方向为电势升高方向,所以b处电势高于a点,选C.

错解分析:选A的同学属于加速度与速度的关系不清;选C的同学属于功能关系不清.

正解:由图1可知b处的电场线比a处的电场线密,说明b处的场强大于a处的场强.根据牛顿第二定律,检验电荷在b处的加速度大于在a处的加速度,A选项错.

由图1可知,电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即Fe≠0,且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向.因为检验电荷带负电,所以电场线指向是从疏到密.再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a、b处电势高低关系是Ua>Ub,C选项不正确.

根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°,可知电场力对检验电荷做负功.功是能量变化的量度,可判断由ab电势能增加,B选项正确;又因电场力做功与路径无关,系统的能量守恒,电势能增加则动能减小,即速度减小,D选项正确.正确选项为B、D.

正解总结:理解能力应包括对基本概念的透彻理解、对基本规律准确把握,本题就体现高考在这方面的意图.这道小题检查了电场线的概念、牛顿第二定律、做曲线运动物体速度与加速度的关系、电场线与等势面的关系、电场力做功与电势能变化的关系以及能量守恒定律等基本概念和规律.要求考生理解概念规律的确切含义、适用条件,鉴别似是而非的说法.

【例2】在电场中有一条电场线,其上两点a和b,如图2所示,比较a、b两点电势高低和电场强度的大小.如规定无穷远处电势为零,则a、b处电势是大于零还是小于零,为什么?

错解:顺电场线方向电势降低,所以Ua>Ub,因为无穷远处电势为零,顺电场线方向电势降低,所以Ua>Ub>0.

错解分析:由于把所给电场看成由正点电荷形成的电场,认为从正点电荷出发,顺电场线电势逐渐减小到零,从而得出Ua和Ub均大于零.

正解:顺电场线方向电势降低,所以Ua>Ub,由于只有一条电场线,无法看出电场线疏密,也就无法判定场强大小,同样无法判定当无穷远处电势为零时,a、b两点的电势是大于零还是小于零.若是由正电荷形成的场,则Ea>Eb,Ua>Ub>0,若是由负电荷形成的场,则EaUa>Ub.

正解总结:只有一条电场线,可以判定各点电势高低,但无法判定场强大小及电势是否大于零.

【例3】如图3所示,接地的金属球的半径为R,A点电荷的电荷量为Q,到球心距离为r,该点电荷的电场在球心O处的场强等于()

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