电场中常见功能关系及应用

带电体在电场中具有电势能,电势能可以和其他形式的能量发生相互转化.近几年来关于电场中的能量转化问题在高考试题中多次出现,且学生的得分很不理想针对这种情况很有必要对这一问题进行专题复习,通过分析和归纳电场中常见的功能关系,从而提高学生分析问题、解决问题的能力,最大限度地提高学生的高考成绩.     

关于静电场能量的讨论

关于静电场能量的讨论张瑞玲在教材［１］中，对于电场能量都是根据功的原理，带电体在充电过程中，外力克服电场力所做的功，应等于带电体所具有的能量──电势能。即：Ｗ＝Ａ＝常以平行板电容器为例，得到电容器的能量公式：由此可得到电场能公式：或这种处理方法不作繁...     

对静电场能量的刍议

在学习静电场时学生普遍反映具有诸多能量的概念:如带电体系的静电能,带电体系的相互作用能,孤立带电体的自能,连续分布的带电体系的静电能等.这些能量概念,又有与之相应的公式,而这些公式在静电场能量中扮演的角色及所处的地位是学生学习的难点和重点.本文把一些概念和主要公式进行对比分析,指出静电能是电势能、自能和相互作用能的通称,静电场能量就是激发电场的带电体系的静电总能量.同时还澄清容易混淆和产生误解的问题,并给出几个典型例题的多种解法,从中找出解题的规律性简便的方法.     

带电体在电场中的运动易错问题剖析

带电体在电场中的运动问题是综合了静电力、电势能的力学问题,很多同学在求解时会感觉难度较大,不能正确处理。现针对带电体在电场中运动的常见易错问题进行剖析,希望能为同学们的复习备考提供帮助。     

动能定理在电场中应用的分类研究

运用动能定理分析研究和定量计算带电体在电场中的运动问题是十分广泛的。本文根据带电体在电场中运动时,其所受的电场力、重力以及其他外力作功不同的情况分别加以阐明。一、只考虑电场力对带电粒子做功这种情况下,电场力对粒子所做的功等于物体动能的增量,因为电场力的功跟重力的功一样只由起始位置和终止位置决定,而与路径无关,所以在带电粒子只受电场力作用时,其静电势能与动能之和保持不变,或者说静电势能改变量跟动能改变量在数值上相等,但符号相反。 [例1]在点电荷+Q的电场中,初速度     

电场中的带电体问题与力学方法

带电体在电场中的运动问题，是一个综合电场力、电势能的力学问题，它同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、动量定理、动能定理、功能原理等力学规律．所以，研究电场中的带电体问题自然要用到力学的规律和方法．     

静电场能量与价电子在晶格势场中电势能的改变

利用凝聚态物理学方法研究了处于静电平衡状态的带电体周围空间静电场能量的来源问题,讨论了改变导体内价电子在晶格势场中电势能的方式,得出了改变价电子密度、加热和使导体载流等三种方式均可以改变价电子在晶格势场中电势能的结论。进一步分析了处于静电平衡状态的导体周围空间的静电场能量来源的问题,得出了静电场能量来源于导体内载流子在晶格势场中电势能变化量的结论。     

静电场的能量

在讲授“电磁学”的静电场能量问题时,由于概念及所用公式较多.学生很容易混淆,本文将对上述内容进行分析和说明.一、带电体系的互作用能、自具能与电势能1、互作用能(简称互能):“互能”定义;把带电体系中各带电体从无限远离状态放到应有位置时外力的功.所谓“应有位置”即指该体系中各带电体有相互作用时的相对位置.由这种相对位置所决定的体系的电能是为互能,由此看出互能是属于整个带电体系的,是随体系中各带电体间的相对位置的变化而变化的量.2、自具能(又称固有能):“自能”定义:设想把一个带电体无限分割成小块,将每一小块从无限远离状态放到一起组成这个带电体时外力的功.由此看出,自能是属于带电体自身的,是与该带电体和其他带电体相对位置无关的量.     

关于电势能几个问题的分析

电势和电势能是静电学部分的重要概念,也是教学的难点.为了使学生准确地掌握电势和电势能的物理意义,需要将一些容易模糊的问题进行梳理.通过对电势能的理论分析,对于理解电势的概念,明确电势是描述电场能的性质的物理量,解释电势能、电势、静电力功的关系有很大的帮助.     

两大绝招破解与电场能性质相关的问题

在电场能性质的学习过程中,我们经常遇到的问题及在高考中常会出现的问题主要有以下几种：比较电场中两点电势的高低;判断某一过程中电荷电势能的增减、电场力对电荷做功的正负;确定电场中某点电势的正负;确定电荷在电场中某点具有的电势能的正负;求某一过程中电场力对电荷所做的功;求某一过程中电荷电势能的变化;求电场中两点的电势差;求电场中某点的电势;求电荷在电场中某点具有的电势能.以上在学生学习过程中或多或少都是一个难题,究竟如何才能快速准确地解决这些问题呢？笔者在此总结出了三大绝招,供大家参考使用.     

基于问题解决的自我探究——“电场能的性质(一)”教学创新设计

场是除实物以外物质存在的另一种形式,学生将通过电场的学习加深对于世界物质性和物质运动多样性的认识。学生通过对电场力的性质学习获得了运用运动学方法处理带电体在电场中的相关问题,而电场能的性质是从能量的角度处理带电体在电场中的相关问题,是在电场力的性质学习基础上的延续和升华。笔者在平时的教学中,注重引导学生基于问题解决实施自我探究的教学,本文略举一例,作一创新设计。     

孤立带电体周围全空间静电场能量测量原理

讨论了孤立带电导体周围全空间静电场能量与导体内载流子在晶格势场中电势能增量的关系,得出了带电导体周围全空间静电场能量在数值上等于导体内载流子在晶格势场中电势能增量的结论。进而讨论了通过测量导体带电过程中外界所做的功或导体放电过程中对外界所做的功来间接地测量孤立带电导体周围全空间电场能量的问题。这样的方法是容易实现的,这也从一个侧面证明了静电场能量是分布在场存在的空间中的。     

关于We=1/2(D|→)·(E|→)的几种证明方法

应用几种不同带电体静电场的能量(对具有电荷密度的带电体,具有面电荷密度的带电体,具有线电荷密度的带电体 和n个点电荷体系,四种独立的带电体系,静电场的能量公式);应用电磁场作用量导出的电场能量公式及应用麦克斯韦方程导出 的电磁场能量公式,三种方法充分证明了电场能量密度公式的成立.     

关于We=的几种证明方法

应用几种不同带电体静电场的能量(对具有电荷密度的带电体,具有面电荷密度的带电体,具有线电荷密度的带电体和n个点电荷体系,四种独立的带电体系,静电场的能量公式);应用电磁场作用量导出的电场能量公式及应用麦克斯韦方程导出的电磁场能量公式,三种方法充分证明了电场能量密度公式的成立.     

关于We=1/2 (→D)·(→E)的几种证明方法

应用几种不同带电体静电场的能量(对具有电荷密度的带电体,具有面电荷密度的带电体,具有线电荷密度的带电体和n个点电荷体系,四种独立的带电体系,静电场的能量公式);应用电磁场作用量导出的电场能量公式及应用麦克斯韦方程导出的电磁场能量公式,三种方法充分证明了电场能量密度公式的成立.     

妙用分解思想处理带电体在复合场中的运动问题

带电体在电场和重力场的复合场中,若其运动既非类平抛运动,又非圆周运动,而是一般的曲线运动,在处理这类较复杂问题时,既涉及到力学中的物体受力分析、力和运动、运动的合成与分解、功能关系等概念和规律,又涉及到电场力、电场力做功、电势差及电势能等知识内容,问题综合性     

静电场的能量与能量密度

导出了静电场在真空和电介质中的能量与能量密度公式，并讨论了电场能与能量密度的物理涵义，同时阐明了电势能、静电能、电场能的区别和联系，分析了电介质对静电场能量密度的影响，确定了静电场能量的分布规律，表明静电场的能量定域在电场中，电场是电场能量的承载。     

巧用“等效”解复合场问题

在解决电场与重力场的复合场问题时，带电体或带电微粒在重力和电场力的共同作用下运动，当重力和电场力同时做功时，发生机械能与电势能的相互转化时，对带电体而言，它的机械能是不守恒的，但是，如果将复合场转化为一个等效重力场，将重力和电场力的合力转化为一个等效重力，则对该带电体而言就“机械能守恒”了，就可以使用“等效机械能守恒定律”了。     

静电场中的能

对静电场中的能的内容学习一直是学生感到头痛的事.电荷在电场中的电势能是由产生静电场的电荷和在电场中的电荷所组成的系统所具有的,而不是电场中的电荷所独有的,电势能的数值并没有绝对的意义,它只有相对的意义,电势却是由产生电场的电荷决定的,学生对电势能和电势的认识常常混淆.针对这些问题,我认为在讲静电场的能时,在全面讲解的前提下要进行总结,使学生既要了解全面知识,又要牢记最后总结的结论,并能运用所总结的结论解决实际问题.     

巧用叠加原理求解由若干个带电体形成的电场分布问题

电场力和能的性质是高考物理中的一个常考点,其中由若干个带电体所形成的电场分布特点更是高考难点之一。在不清楚电场分布的情况下,学生极易导致失分。针对此类情况,本文旨在将两个及以上的带电体所形成的电场分布,全部转换为学生熟悉的由多个点电荷所形成的电场分布的叠加,由此学生可应用"场强叠加原理"判断各点的电场强度大小;应用"电势叠加原理"判断各点电势高低;应用合外力所做的功等于各个分力所做功的代数和,定性地判断电场力做功的正负,进而判断各点电势能的大小。