电场的复习方法与技巧，本文主要内容关键词为：电场论文,技巧论文,复习方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
电场是电磁学的基础，它是一种非实体物质，看不见摸不着，但它可与其他物质发生相互作用，故需要有一定的抽象思维能力。理解场的概念，认识场的性质，探索场的特点，掌握研究场的方法，对本章内容的学习和研究电磁学起到“基石”的作用。下面就静电场这部分所涉及的概念、揭示的规律以及学习方法进行探讨、总结和归纳，希望对同学们有所启发。
一、概念与规律
1.一个理想模型
点电荷是物理学中的又一个理想化的模型。要理解点电荷的含义，为什么要引入这一理想化模型？在什么情况下带电体可视为点电荷？点电荷实际是不存在的，它是相对的，一种科学抽象，是从简单入手的一种研究问题的方法。
2.二个重要规律
（1）电荷守恒定律 电荷既不能创造，也不能被消灭， 它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。
（2）库仑定律 F＝kQ[,1]Q[,2]/r[,2]（真空中）
3.三个重要概念
（1）电场强度 E＝F/q
（2）电势能 电荷在电场中具有的电势能。 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这一点移到电势能为零处电场力所做的功。
（3）电势 电势是描述电场能的性质的物理量。 定义为：位于电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值，叫做这一点的电势。用数学公式可表达为：U＝ε/q
二、线索与网络
学习知识应先理顺知识的思路和线索，然后建立起知识间的相互联系，从而构成知识网络，加强记忆和理解，增强灵活运用知识的技巧。
1.两条线索
本章内容多、难点集中、前后知识连贯紧密，关键要抓住两条线索。第一条是描述电场力的性质，即从电场力出发到电场强度的建立再到电场线的形象描述；第二条是描述电场的能的性质，即从电势能出发到电势（电势差）的建立再到等势面的形象描述。如下图：
2.建立知识结构网络
从力的角度或能的角度描述电场，都只能反映电场性质的一个侧面，既然两部分都能描述电场，其间必有相互联系，这种联系可归纳如下图。
可见，建立知识的点、链、网，有利于全面了解知识结构，透彻理解概念间的相互联系，熟练掌握规律的运用方法，达到浓缩教材、脉络清晰、纲目并举之目的。
三、方法与技巧
本章涉及的内容广，有场强、电势的概念，静电平衡问题，有与力学相关的综合问题。高考对本章考查频率较高，特别是通过与力学知识的结合来巧妙地把电场的概念、牛顿定律、功能关系联系起来，对学生的能力有较好的测试作用。下面通过几个例题谈谈对本章知识运用的方法与技巧。
例1 在两个等量负点电荷所形成的电场中， 设这两个点电荷连线中点为a，该连线的中垂线上有一点b，在a、b连线的中点有另一点c。这三点的场强分别为E[,a]、E[,b]、E[,c]；电势分别为U[,a]、U[,b]、U[,c]；－q在三点的电势能分别为ε[,a]、ε[,b]、ε[,c]；将点电荷q分别从这三点移到无穷远，电场力做功分别为W[,a]、W[,b]、W[,c]。则下列说法中正确的是（ ）
A.a点场强不为零，U[,a]＞U[,c]＞U[,b]
B.a点场强为零，E[,c]＞E[,b]
C.a点的电势可为零，ε[,a]＞ε[,b]＞ε[,c]
D.W[,a]＞W[,b]＞W[,c]
【分析】解题时大脑里应有一幅两个等量同种点电荷形成的电场线和等势面的图景。根据三点的位置可知，两个点电荷在a 点处的场强等大反向合场强为零，所以A是错误的；由于无穷远处的场强也为零， 沿着ab的连线中间必有场强的极值点，而bc的具体位置未知，无法判断两处的场强大小；由零电势选取的任意性和沿着电场线电势逐渐降低，以及ε＝Uq，可知，负电荷在电势低处电势能大，所以C正确；因U[,a]＞U[,b]＞U[,c]，根据W＝Uq可知D是正确的，故正确答案为C、D。
关于电场强度、电势和电势能还应掌握以下几种方法
1.判断场强大小的方法
（1）看电场线的疏密。密处场强大，疏处场强小。
（2）看电势差相等的等势面的疏密。密处场强大，疏处场强小。
（3）利用导体处于静电平衡时，内部场强为零。
（4）根据场强公式、矢量合成法则进行判断。
2.判断场强方向的方法
（1）与正检验电荷受到电场力的方向相同。
（2）与电场线的切线方向相同。
（3）处于静电平衡的导体表面的场强与导体表面垂直。
（4）根据场强公式、矢量合成法则进行判断。
3.电势能大小的判断
（1）关键是从电场力做功的角度进行判定， 不管检验电荷是正或负，只要移动电荷时电场力做正功，电势能就减少，做负功电势能就增加。
（2）根据公式ε＝Uq， 由电势的高低与正负和电荷的电量大小与正负共同决定。
4.电势高低的判断
（1）沿着电场线方向电势逐点降低。
（2 ）根据电荷仅在电场力作用下从静止开始移动的方向进行判定，正电荷总是由高电势移向低电势，负电荷则相反。
（3）处于静电平衡的导体是个等势体。
例2 平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地， 在两极板间有一电量很小的正电荷，固定在P点，如图所示，用E表示两极板间的电场强度，U表示电容器两极间的电压，W表示正电荷在P点的电势能。 若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置（已知平行板电容器的电容的决定式为C＝εs/4πkd），则（ ）
A.U变小，E不变
B.E变大，W不变
C.U变小，W不变
D.U不变，W不变
【分析】根据C＝εs/4πkd，U＝Q/C以及E＝U/d，可得E由Q/S决定，而Q和S都不变，所以E不变；因为E不变，P与负极板间的距离不变，所以P与负极板间的电压也不变；又由W＝qU可知，正电荷的电势能不变。故选择A、C。
对平行板电容器C、Q、E、U的分析判断方法
1.电容C与电容器本身结构（S、d、ε）的变化有关，与是否带电无关。
2.抓住不变量。若电容器始终与电源相连，其两端的电压U不变； 若充电后与电源断开，则电量Q不变。
3.抓住C＝Q/U、E＝U/d以及C与S、d、ε的关系来综合分析电容C、电容器两端的电压U和电容器内的电场强度E的变化。
例3 如图，长为L的导体棒原来来不带电，现将一带正电的电量为Q的点电荷置于导体棒左侧，并在导体棒的轴线上，Q距导体棒的左端点为R，O为导体棒的中点，在导体棒达到静电平衡后，导体棒上的感应电荷在O点产生的场强大小为________，场强方向_________，导体棒左端的感应电荷的电量q＇________Q（填大于，等于或小于），将另一点电荷q从导体棒的左端沿任意路径移到右端，电场力做功为_______，若将导体棒接地，则棒左端的感应电荷的电量如何变化？
【分析】由静电平衡的知识可知，感应电荷在O点产生的场强与＋Q在O点产生的场强大小相等，方向相反，得到感应电荷在O点的场强大小为4kq/（2R＋L）[2]，方向沿轴线向左；O点的场强由三部分电荷的场强叠加而成，合场强为零，其中感应电荷的两部分电场方向相同，共同抵消施感电荷的电场，而且施感电荷离O点较远（也可根据Q发的电场线只有部分终止在棒的左端分析），可知q＇＜Q；由于静电平衡后导体棒为等势体，在左右两端之间移动q电场力不做功；导体棒接地后， 棒上感应的正电荷导入地下，左侧原来的感应电荷q＇的电场已不能抵消Q的电场，只有增大│－q＇│，使其达到某一值q″，－q″的电场才能抵消Q的电场，使导体棒中的合场强为零。
处理静电感应和静电平衡问题的方法
1.静电感应的过程，实质上是根据电场的基本性质使物体上的正负电荷分离的过程，但施感电荷的电量与由它引起的感应电荷的电量一般情况下不等。
2.静电平衡时导体内部场强处处为零，实质是指外加电场与由它引起的感应电荷产生的附加电场矢量叠加的合场强为零，但原电场仍在导体中存在。根据独立作用原理可以通过求外电场的方法，求无规则分布的感应电荷产生的电场强度。
3.导体是一个等势体，表面是个等势面，净电荷只能分布在外表面，在外表面曲率越大的地方，电荷的面密度越大。虽然导体表面可能分布有正负净电荷，由电场线与电势的关系可知，不能从同一导体上的正电荷处引电场线到负电荷处。
4.根据电荷守恒定律和电场力对电荷的作用进行综合析。
例4 一条长为l的细线上端固定在O点，下端系一质量为m的小球，将它置于一个水平向右的匀强电场中，电场强度为E，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为θ，如图。求：
1.当悬线与竖直方向的夹角为多大时，才能使小球由静止释放后，细线到竖直位置时，小球的速度恰好为零。
2.当细线与竖直方向成θ角时，至少要给小球一个多大的冲量，才能使小球做圆周运动。
处理带电粒子在匀强电场中受力运动的方法与技巧
1.除按力学的分析方法分析受力外，还要分析电场力；考虑其他力的功时还需考虑电场力的功；考虑能量关系时需考虑电场能。
2.粒子可能处于平衡状态、加速状态和偏转状态，处理这类问题一般有两条途径：一是根据动力学的定律和运动学的规律求解；二是利用能量关系、动能定理、动量定理求解。
3.在解题时不要忘了忽略次要因素的处理方法。在处理微观带电粒子（电子、质子、原子核、离子）时由于电场力远大于万有引力，可忽略重力，但质量不能忽略。
4.电场线在一般情况下不是电荷的运动轨迹。
5.处理静电场的方法是将电场与重力场进行类比，在重力场与电场并存时可用等效重力的方法，求出等效重力，此技巧可达到化难为易，化繁为简的效果。