第八章 電場

　　一、主要內容

　　本章內容包括電荷、電場、電場力、電場強度、電場線、電勢、電勢差、電場力功、電容器、電容的定義和平行板電容器電容的決定條件等基本概念，以及庫侖定律、靜電感應、電場強度與電勢差的關系、帶電粒子在電場中的運動規律等。

　　二、基本方法

　　本章涉及到的基本方法有，運用電場線、等勢面幾何方法形象化地描述電場的分布;將運動學動力學的規律應用到電場中，分析解決帶電粒子在電場中的運動問題、解決導體靜電平衡的問題。本章對能力的具體要求是概念準確，不亂套公式懂得規律的成立條件適用的范圍。從規律出發進行邏輯推理，把相關知識融會貫通靈活處理物理問題。

　　三、錯解分析

　　在本章知識應用的過程中，初學者常犯的錯誤主要表現在：不善于運用電場線、等勢面為工具，將抽象的電場形象化后再對電場的場強、電勢進行具體分析;對靜電平衡內容理解有偏差;在運用力學規律解決電場問題時操作不規范等。

　　例1 如圖8-1所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負檢驗電荷在這個電場中的軌跡，若電荷是從a處運動到b處，以下判斷正確的是： [ ]

　　A.電荷從a到b加速度減小

　　B.b處電勢能大

　　C.b處電勢高

　　D.電荷在b處速度小

　　【錯解】

　　由圖8-1可知，由a→b，速度變小，所以，加速度變小，選A。因為檢驗電荷帶負電，所以電荷運動方向為電勢升高方向，所以b處電勢高于a點，選C。

　　【錯解原因】

　　選A的同學屬于加速度與速度的關系不清;選C的同學屬于功能關系不清。

　　【分析解答】由圖8-1可知b處的電場線比a處的電場線密，說明b處的場強大于a處的場強。根據牛頓第二定律，檢驗電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項錯。

　　由圖8-1可知，電荷做曲線運動，必受到不等于零的合外力，即Fe≠0，且Fe的方向應指向運動軌跡的凹向。因為檢驗電荷帶負電，所以電場線指向是從疏到密。再利用“電場線方向為電勢降低最快的方向”判斷a，b處電勢高低關系是Ua>Ub，C選項不正確。

　　根據檢驗電荷的位移與所受電場力的夾角大于90°，可知電場力對檢驗電荷做負功。功是能量變化的量度，可判斷由a→b電勢能增加，B選項正確;又因電場力做功與路徑無關，系統的能量守恒，電勢能增加則動能減小，即速度減小，D選項正確。

　　【評析】理解能力應包括對基本概念的透徹理解、對基本規律準確把握。本題就體現高考在這方面的意圖。這道小題檢查了電場線的概念、牛頓第二定律、做曲線運動物體速度與加速度的關系、電場線與等勢面的關系、電場力功(重力功)與電勢能(重力勢能)變化的關系。能量守恒定律等基本概念和規律。要求考生理解概念規律的確切含義、適用條件，鑒別似是而非的說法。

　　例2 將一電量為q=2×106C的點電荷從電場外一點移至電場中某點，電場力做功4×10-5J，求A點的電勢。

　　【錯解】

　　【錯解原因】

　　錯誤混淆了電勢與電勢差兩個概念間的區別。在電場力的功的計算式W=qU中，U系指電場中兩點間的電勢差而不是某點電勢。

　　【分析解答】

　　解法一：設場外一點P電勢為UP所以UP=0，從P→A，電場力的功W=qUPA，所以W=q(UP-UA)，

　　即4×10-5=2×10-6(0-UA) UA=-20V

　　解法二：設A與場外一點的電勢差為U，由W=qU，

　　因為電場力對正電荷做正功，必由高電勢移向低電勢，所以UA= -20V

　　【評析】

　　公式W=qU有兩種用法：(1)當電荷由A→B時，寫為W=qUAB=q(UA-UB)，強調帶符號用，此時W的正、負直接與電場力做正功、負功對應，如“解法一”;(2)W，q，U三者都取絕對值運算，如“解法二”，但所得W或U得正負號需另做判斷。建議初學者采用這種方法。

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