中學物理“多題一解”方法探究

何其鼎

(甘肅省定西市第一中學 743000)

人教版高中物理教材中《靜電場》一章，學習了電場強度，電勢，等勢面，勻強電場中電勢差與電場強度的關系等概念之后，有一類求電場強度或求其它有關物理量的試題，學生往往解決困難比較大，下面就這類問題進行說明.

例1如圖1所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點O處的電勢為0 V，點A處的電勢為6 V, 點B處的電勢為3V, 則電場強度的大小為( ).

點評解決此題的關鍵在于：在勻強電場中同一直線上相同距離上電勢差相等，從而找出B點的等勢點，再根據電場強度跟等勢面的關系確定電場強度的方向，最后計算電場強度的大小.

(1)無電場時，小球到達A點時的動能與初動能的比值；

(2)電場強度的大小和方向.

所以Ek∶Ek0=7∶3

(2)令OA=2L，OB=3L

由動能定理得

UOAq+mg·2Lsin30°=Ek1-Ek0

UOBq+mg3L=Ek2-Ek0

場強方向在∠AOB的角平分線上，從O點斜向下與豎直方向成300角.

例3 一勻強電場的方向平行于xOy平面內, 平面內a、b、c三點的位置如圖5所示, 三點的電勢分別為10V、17V、26V.下列說法正確的是 ( ).

A．電場強度的大小為2.5V/cm

B．坐標原點處的電勢為1V

C．電子在a點的電勢能比在b點的低7eV

D．電子從b點運動到c點，電場力做功為9eV

解析本題考查勻強電場模型，在勻強電場中,沿著任意一條直線，在相等距離上的電勢差相等.c、a兩點相距8cm,電勢差16V，即沿著ac方向每1cm電勢升高2V，到距a點3.5cm的d點電勢為17V.連接b的直線即是電勢為17V的等勢線，如圖6所示.過c點向bd作垂線交bd于e，ce方向即為勻強電場的方向，ce的距離L1即為c、e兩點所在等勢面間的距離.

tanθ=cd/bc=4.5/6=3/4，即θ=37°

β=90°-θ,L1=bcsinθ=3.6cm

過O點向bd作垂線，該線段即為O、b兩點所在等勢面間距離L2，則：L2=Obsinβ=6.4cm,φc-φ0=EL2

可得：φ0=1V

由Ep=φq可知，電子在a點電勢能為-10 eV，在b點電勢能為-17 eV，電子在a點電勢能高.電子從b點運動到c點，電場力做功

W=(φb-φc)(-e)=9 eV.故A、B、D正確.

點評該題難度較大，除考查考生對勻強電場這一物理模型及相應的數學知識外，還考查了電勢、電勢差、電勢差與場強的關系、電勢能、電場力做功與電勢差的關系等基本知識，解題的關鍵是要確定等勢面，具體來說，就是在ac上找到電勢為17 V的d點.面對這樣的考題，考生只有牢固掌握基本知識，并學會用相關基本知識分析各種物理模型，才能輕松應對高考物理題.

以上各題均主要考查靜電場部分的基礎知識和推理能力.解答試題要求考生能夠根據勻強電場中各個點的電勢關系，利用勻強電場等勢面的分布特點正確畫出等勢面，確定電場線進而根據電勢差與電場強度的關系計算出電場強度，再根據電場力做功與電勢差、電勢能變化的關系正確解決問題.一般試題涉及的主要考查知識點——如何根據電勢來判斷勻強電場的方向問題，在近十年高考中多次進行過考查.像例3中這種根據已有知識和條件，對物理問題進行推理，得出正確的結論，是推理能力的重要表現，也是物理教學的重要內容，教學中應該在幫助學生深入理解基本概念、原理的基礎上，多訓練學生的這種思維能力，幫助學生對物理內容的理解達到融會貫通的境界，這也是提升核心素養的重要途徑.