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[物理]电场概念题的分析思路
选稿:秋秋  来源:东方网大力神超级高考讲座  作者:张培荣(徐汇区教师进修学院 )   2007-11-15 16:52:46   [论坛] [留言]

  电场中的概念较多,而且较抽象,所以同学们常对电场中的概念分析题感到没有头绪,有时乱猜,没有把握,其实解电场中的概念分析题时只要理清思路,就会觉得很容易了。电场中的概念可以归纳为如图1所示的网络,电场线与等势面可以形象描述电场中场强与电势这两个固有性质,由场强和粒子的电性可知电场力,由电场力可知粒子运动的加速度,由初速度与加速度的关系可知粒子的运动情况。同样,由电势和粒子的电性可知电势能,由电势能的变化可知电场力做功的情况,当然,由电场力和位移的夹角关系也可知道电场力做功的情况。这一大家熟悉的网络就能提供清晰的分析思路。下面举例说明。

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  例题.如图2所示,K、L、M为静电场中的三个相距很近的等势面(K、M之间无电荷)。一带电粒子射入此静电场中后,仅在电场力的作用下,依abcde轨迹运动。已知电势jK<jL<jM。下列说法中正确的是()

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  (A)粒子带负电

  (B)粒子在bc段也做减速率运动

  (C)粒子在a点与e点的速率大小相等

  (D)粒子从c点到d点的过程中电场力做负功

  分析与解:有关电场中的概念分析首先要抓住电场线和等势面,本题中已给出等势面,而且知道jK<jL<jM,就知道了电场线的方向,电场线与等势面垂直,且从高电势指向低电势,即从M指向K,也就知道了场强的方向。另外,题中给出了带电粒子的运动轨迹,即给出了运动情况,就能知道粒子所受电场力的方向,粒子做的是曲线运动,所受合外力即电场力必指向轨迹的凹面,也就是电场力与场强同向,由此可确定带电粒子带的是正电。所以(A)不正确。

  要确定粒子在bc段的运动情况,必须知道它的初速度和电场力的方向,该两方向如图3所示,它们的夹角大于90°,所以粒子做减速运动,(B)正确。

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  要确定粒子在a、e两点的速率大小关系,就要知道粒子在ae段运动过程中电场力做的功,因为Wae=q(Ua-Ue),而a、e两点在同一等势面上,电势相等,所以此过程中电场力做功为零,粒子在a点与e点的速率大小相等,即(C)正确。

  要确定粒子从c点到d点的过程中电场力做的功,由分析思路网络可知有两种方法,一是看电场力与位移的方向关系,不难看出,从c点到d点的过程中电场力与位移的夹角小于90°,电场力做正功;二是看粒子电势能的变化。粒子带正电,所以在电势较高的地方电势能也较大,粒子从c点到d点的过程中电势能减小,由W=-DEP可知电场力做正功。所以(D)不正确。

 

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