巧解一類電場問題

蔣金團

(云南省施甸一中，云南 保山 678200)

巧解一類電場問題

蔣金團

(云南省施甸一中，云南 保山 678200)

筆者從一道經典電場選擇題出發，尋找該類問題的巧妙解答，形成通法，然后應用到相關高考壓軸題的求解.

電場；等勢面；電場線

在描述電場屬性時,我們通常從兩個角度入手.其一,描述電場力的性質;其二,描述電場能的性質.因此,帶電粒子在勻強電場中做無約束運動時,題型有兩種:已知電勢能求力和已知力求電勢能，本文講述的是已知電勢能求電場力.這個題型有一個重要的技巧：先構造等勢面后畫電場線，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,勻強電場中有A、B、C三點,已知任意兩點間的距離,還已知同一個電荷在兩點間移動時電場力所做的功,需求出電場強度的大小和方向.

圖1

(2) 在高、低電勢點的連線上設一個點,該點的電勢等于中電勢,并給該點定標.

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、余弦定理考進去,也可以將重力做功加進去,但是解題的主要思路是不會變的.

圖2

例1：如圖2所示，A、B、C三點都在勻強電場中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm，把一個電量為10-5C的正電荷從A移到B，電場力做功為零，從B移到C，電場力做功-1.73×10-3J，則該勻強電場的電場強度大小和方向為( ).

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能求電場力的題型,所以關鍵點是構造等勢面畫電場線.

圖3

圖4

(1) 無電場時，小球達到A點時的動能與初動能的比值；

(2) 電場強度的大小和方向.

解析：與例1相比,本題的第(2)問仍然是已知電勢能求電場力,所以關鍵點仍然是構造等勢面畫電場線,找到兩種屬性之間的聯系.唯一的差別就是加了一個重力做功.

(2) 加入電場,題型變成已知電勢能求電場力.

圖5

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