对一道非点电荷非匀强电场试题的深度思考——兼谈2017年北大博雅计划的一道原始物理问题

高中物理所涉及的电场主要是点电荷的电场和匀强电场,一般应用电场线的疏密和方向、真空中点电荷的电场强度公式、匀强电场中电势差和场强公式、电场力做功或电势与电势能的关系等知识解题.除此之外,还可用补偿、对称、等效、极端假设等方法结合电场的叠加来解决问题.近期一道关于静电场的试题引发了众多师生的探讨,众说纷纭,本文介绍一下笔者对此问题的思考.     

《电场》检测题(二)

一、选择题 1、关于静电场场强的概念,下列说法正确的 是() A.由E二F/q可知,电场中某点的电场强 度与电场力F成正比,与电量q成反比 B.电场中某点的场强方向跟正电荷在该点 的受力方向相同 c.公式E=F/q是电场强度的定义,其中 的E是任意电场中某点的场强,而不限于点电荷 电场的场强 D.电场中某点不放检验电荷时,该点场强 等于零 么如图1所示,在真—犷一亡而 空中有两个点电荷,它们 的电量分别为Q和图l 一4Q,二者的距离为L。若引人第三个点电荷,使 三个点电荷都能平衡,则() A.第三个点电荷应为负电荷,放在Q的左 边,电量为4Q B.第三个点…     

“等势面（体）”隐含的解题信息

1．由等势面与电场线垂直定场强方向 例1如图1所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形．把电量q=-2×10^-10℃的点电荷由A点移动到B点,电场力做功4．8×10^-8J;再由B点移到C点,克服电场力做功4．8×10^-8J,若取B点电势为零,求A、C两点的电势及场强方向．     

"能量转化"观点在电场中的应用

从“能量转化”的角度来审视一个物理过程,分析这一过程中各力做功的情况及其相应的能量转化情况,是高中物理学习中要建立的重要观点之一,是一条重要的解题思路。本文就这一观点在电场中的应用分类举例说明。1只有电场力做功的问题在电场中,如果只有电场力对常电粒子做功,其他的力不做功或做功的代数和为零,那么电场力做功使常电粒子的动能与电势能相互转化,他例们1能的总量保持不变。如图1所示,虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0,一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的…     

专题七 电场与磁场

知识梳理一、电场的基本性质1.电场力的性质库仑定律:F=k Qr1Q22,电场力:F=qE.注意电场强度只与源处电荷有关,与检验电荷无关.电场线形象直观地反映电场的强弱与方向.疏密表示电场的强弱,而切线方向表示电场的方向.2.电场能的性质(1)电势与电势差:UAB=Wq,电势高低与零势点选择有关,但电势差与零势点选择无关.(2)电势的变化规律:沿着场线的方向,电势是逐渐降低的.(3)电场力做功特点:电场力做功与路径无关.只与初末位置有关.电场力做功,电势能减少;外力克服电场力做功,电势能增加.3.电容(1)两个公式:C=UQ,C=4"!Skd.前者是定义式,后者是…     

探索静电能量的计算策略

<正>一、静电场简述一个相对观察者静止的带电体附近存在的能量场,被称为静电场。在静电场中,电荷和电场都不会变化,只会随着外加电荷而产生力的作用,它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质。库仑定律对其进行了详尽的描述。静电场的主要特征包括两个方面,一个方面是当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功;另一个方面是处于电场中的导体将会受到电场作用产生静电感应,点电荷之间的作用力与它们的电荷量乘积成     

浅析静电场中等势面的应用

一、在等势面上移动电荷电场力不做功的应用根据W=q（φ_a-φ_b）可知,当φ_a=φ_b时,W=0,因此在等势面上移动电荷电场力不做功.例1如图1所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,D点为O点在斜面上的垂足,OM=ON.     

对一道电学难题解法的探讨

题目:如图1所示,a、b、c是匀强电场中的三点,这三点构成等边三角形,每边长为l=(21)~(1/2)cm.将一带电量q=-2×10-6C的电荷从a点移到b点,电场力做功W1=-1.2×10-5J;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功     

从2013年高考题浅析电场能与电流能

近年高考试题频频出现与电场能和电流能相关的试题,虽然试题难度不大,对于中学生来说功能关系一直是个难点,如果在平时的教学中能适当地穿插一些这方面解决方法的总结拓展,学生有了这方面的知识和能力积淀,解决问题时就能得心应手。本文就2013年高考试题中出现的此类问题做一粗浅的研究。一、静电场的电场能静电场中,在电势差为U的两点间移动电荷q,电场力做功(或克服电场力做功)W=Uq,如果是匀强     

"电场"单元检测题

一、选择题1.两个带同种电荷的金属小球所带电量分别为Q1,Q2,现让它们接触后再放回原处,那么它们的相互作用与原来相比A.可能变大B.可能变小C.可能不变D.以上三种都可能存在2.电场强度的定义式为E=F/q,下列说法正确的是A.这个定义式只适用于点电荷的电场B.q为负电荷时,E的方向与q为正电荷时E的方向相反C.移去电荷q时,E的大小变为零D.E跟检验电荷q无关3.一个带正电荷的质点,电量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力做功外,其他力做功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差Uab为:A.3.0…     

一个电场中的能量守恒问题及变式

静电场力和重力都是保守力．只有电场力做功时,物体的动能和电势能相互转化,动能和电势能之和保持不变;在只有电场力和重力做功时,物体的动能、重力势能和电势能相互转化,动能、重力势能和电势能之和保持不变．     

类比法学习静电场

静电场这一章概念多、模型复杂，有正、负电荷，电场强度的方向，电势能的正、负．电场力做正、负功，电势高、低，电场线、等势面描绘电场的空间分布，带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线、等势面的空间关系，电场力做功与电势能、动能、电势的关系．为了较快较准确地理解静电场知识点，我们用类比重力场、电场列表分析二者的不同，胴熟悉知识点、模型建立抽象的概念、模型．同学们我们一起对比一下试一试：     

恒定电路与静电场

在恒定电路的教学中 ,常常会出现与静电场完全割裂 ,彼此互不关联的局面 .其实在恒定电路中静电场理论仍然适用 ,下面笔者通过几个具体事例对比作一粗浅的探讨 .1 .在“电场中等势线的描绘”实验中 ,导电纸内形成的恒定电流场与正、负点电荷产生的静电场类似 .因而可以用恒定电流场来模拟静电场 ,研究静电场的分布 .2 .并联电路中各支路电压相等 ,其实质就是 :“电场力做功与路径无关 ,只由初、末位置决定”的这一性质在恒定电路中的具体表现 .3.外电路移送电荷 ,电流做正功 (电场力也做正功 ) ,把电场能转化为其它形式的能 (如内能、机械能、光能等 ) .电源内部非静电力克服静电力移送电荷 ,非静电力做正功 ,把其它形式的能 (如化学能、机械能等 )转化为电场能 ;同时电流做正功 ,把一部分电能转化为内能 .在纯电阻的闭合电路中 ,内、外电路中所转化在内、外电阻上的内能 (即热能 ) ,等于电源将其它形式的能所转化的电场能 ,即非静电力所做的功 .4.恒定电路中沿着电流方向上的 A、B两点电势降落与静电场中沿着电场线方向上 A、B两点电势降落一样 ,等于这两点间电场强度的空间累积 ,即UAB=Ed.5 .在纯电...     

全国部份省市1994年高中会考物理试卷

第Ⅰ卷(选择题50分) 一.本题共16小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意的。(共32分,每小题2分) 1.一个电量为q的正点电荷,在电场中从a点移到b点,电场力对该点电荷做功W。那么a、b两点之间     

静电场问题两则

以下两例是电动力学中的静电场问题,比较有代表性,通过对此两题的求解,基本能归纳静电场的求解,加深物理意义的理解.一、均匀电场(?)的端界面是一无限大导体平而,已知点电荷q,置于离该平面为d处,电荷受力(?);今若把半径为R的半球块正对着点电荷平放在导体平面上,该点电荷所受的力不变,试证:     

高中物理总复习重点问题指要(Ⅱ)

六、电场和磁场(一)电场的描述和性质1.两种电场:电荷产生电场;随时间变化的磁场产生电场.两种电场的共同特性是对电荷有作用力,F=qE,都可以用电场强度和电场线来描述电场的特点.电荷产生的电场与变化磁场产生的电场是性质不同的两种电场,反映在电场线上是:电荷的电场其电场线起始于正电荷、终止于负电荷或从无穷远到无穷远;变化磁场的电场其电场线是闭合的,闭合的电场线包围着变化的磁场.2.中学主要研究电荷的电场.点电荷的电场可用库仑定律计算是E=kQ/r~2,点电荷系的电场可用库仑定律和电场叠加原理计算、分析.电荷的电场有一特点:电荷在电场中移动时,电场力做功与电荷移动路径无关、只与始末位置有关.所以,这种电场还可以用电势、等势面描述.电场力做功W_(ab)=q(U_a-U_b).     

求解电场强度六种方法

电场强度是描述电场力的性质的物理量,关于电场强度的三个公式中,E=F/q是定义式,适用于任何电场;E=kQ/r~2,仅适用于真空中点电荷Q激发的电场;E=U/d,仅适用于匀强电场,其中d是某两点沿电场方向的距离。此外,还有电场的叠加原理E=E_1+E_2+…+E_n(矢量和)。本文结合典型例题探析求解电场强度的六种方法。 1.无论是匀强电场还是非匀强电场,如果已知或可以求出电场中某点电荷所受的电场力,则可用场强的定义式E=F/q求该点电场强度     

关于电场的测试题

一、单选题(每小题5分,共50分)1.下列关于点电荷的说法正确的是()A.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略不计时,这两个带电体可看作点电荷B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷C.体积很大的带电体一定不能看作点电荷D.对任何带电球体,总可以看作电荷全部集中在球心的点电荷2.关于电场强度,下列说法正确的是()A.电场强度是一个恒量,与在该点放不放检验电荷无关B.由E=F/q可知,E与q成反比,E与F成正比C.电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点电场强度的方向D.电场强度的方向与检验电荷的性质有关3.下图所示的四个符…     

用电热法测定热功当量的实验探讨

一、引言 电热法是测定热功当量的传统方法，其电场力做功是采用伏安法测出加热电阻两端的电压U和通过的电流I来计算的，即电场力做功A=UIt。设系统吸收的热量为Q，不考虑系统和周围环境的热交换．电场力做功全部转化为热量，则热功当量J=A/Q。     

电场力做功的特点及应用

求电场力做功的方法有: (1)W=qU,此公式适用于所有的电场． (2)W=qEs,其中s是沿电场方向上的位移,此公式只适用于匀强电场． (3)W=ε1-ε2,其中ε1和ε2分别指初、末状态的电势能．如果电场力做正功,则电荷的电势能减少, 减少量等于电场力做的功;如果电场力做负功, 则电荷的电势能增加,增加量等于电场力做的