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1、静电场的学习指导学了电场，学生感觉满脑子都是问题，特别是电场强度的大小和方向、 电场力的大小和方向、电势能的大小及变化、电势的高低等以及它们之间 的联系，纵横交错，头绪繁多，不易掌握.产生这些问题的原因，除这些知识本身比较抽象，具有一定的难度外, 教材讲解的比较简略、电荷有正负之分也使问题复杂化；另外与课本上练 习题太少也有一定关系.在实际教学过程中，只要我们充分发挥教材的内 在潜力，在不增加教学内容的前提下，搞清这儿个物理概念和它们之间的 相互关系，并配合完成一定数量的习题，是能找到解决问题的钥匙的.概 括起来就是：“狠抓1个关键，记住3个结论，弄清3对正、负，掌握3 种方法.”1. 要狠抓
2、的1个关键是电场线.电场线是形象描述电场性质的一簇 假想曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致.除了弄清 各种特殊电场的电场线的分布情况外，还应弄清静电场中电场线的4个特 点：从正电荷出发，终止于负电荷；电场线上某点的切线方向表示该 点的场强方向；电场线的疏密程度表示场强的强弱；电场线不相交也 不闭合.特别需要强调的是：电场线不是电荷运动的轨迹，也不是客观存 在于电场中的线在特殊条件下，带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合, 这些特殊条件是：电场线是直线：带电粒子的初速度为零或初速度的 方向与电场线的方向在同一直线上；带电粒子只受电场力作用.以上3 个条件必须同时满足.2. 要记住的
3、3个结论是：电场强度是矢量，电场中某点场强的方 向就是正电荷在该点所受电场力的方向，负电荷在该点所受电场力的方向 与场强的方向相反.电势是标量，沿着电场强度的方向（即沿着电场线 的方向）电势逐渐降低.电场力移动电荷做正功，电荷的电势能减少； 电场力移动电荷做负功（即外力反抗电场力做功），电荷的电势能增加.3. 要弄清的3对正、负是：场强矢量的正、负只说明它的方向与 所设正方向相同或相反,并不表明正值大于零、零大于负值的数量关系 电荷在电场中某点的电势能为正或为负，表示电荷在该点的电势能较所设 零电势能处的电势能大或小.电场中某点电势的正.负，表示该点的电 势较所设零电势处（即零电势能处）的电势
4、高或低山于电势能和电势都 是标量，当其零位置选定以后，即有正值大于零、零大于负值的数量关 系.但我们经常要讣算的是电势能的改变量和两点间的电势差，它们均与 零位置的选择无关.4. 必须掌握的3种方法是： 比较电场中两点场强大小的方法.曲于场强是矢量，比较场强的大小应比较其绝对值的大小，绝对值大 的场强就大，绝对值小的场强就小.方法1:在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度，电场线分布 相对密集处，场强较大；电场线分布相对稀疏处，场强较小.E_k Q 方法2：形成电场的电荷为点电荷时，山点电荷场强公式r2可知，电场中距这个点电荷该交近的点的场強比业这个点电荷Q较 远的点的场强大.方法3：匀强电
5、场场强处处相等.F方法4；晋遍情況下，用场强定义式 = |；液两Q处场强的大小.首先把正检验电荷+q分别引入电场中待比较场强大小的两点C、D,所受电 Ec二空和Ed二鱼 的大小.场力分别为F,、心然后比较 qq 比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法.方法1:做功判断法.根据电场力移送电荷所做的功W秋产一 , 结合前面讲的结论进行分析可知：在电场力作用下，电荷总是从电势能 较大的地方移向电势能较小的地方.这个判断与电荷本身的正、负无关.方法2：电场线法.正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小, 逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大.负电荷则恰好与此相反. 比较电场中某两点电势高低的方法.方
6、法1：依据电势的定义式厂一来判断具体步q骤是：首先确定电场中待比较电势高低的两点M、X.再引入正检验电荷+q,使之宙M移动 到N若电场力做正功，则电势能若电场力做负功，则电势能 然后计算出两点电势的值最后曲知顼和备的大小这种方法很麻烦，实际操作中运用得较少.方法2：电场线法.若是在同一条电场线上，电势顺着电场线的方向 逐点降低.方法3：等势面法.在静电场中，同一等势面上各点电势相等；在不 同等势面之间，沿着电场线的方向各等势面的电势越来越低.方跑通过计算电势差哄晋，结合u宀来判断.若U.b0,则匕匕；若U0,则匕二匕；若U.VO,则卩V化.在本章复习时，可以配合以下例题.【例1】空间静电场的一
7、束电场线如图1所示，场中有A、B、C三 点，试判断：（1）哪一点电场强度最小，哪一点电场强度最大？（2）比 较三点电势的高低.（3）负电荷一 q在哪一点的势能最大？解析（1）从图1可以看出，A点处电场线最稀疏，B点处电场线最密 集，所以A点的电场强度最小，B点的电场强度最大.（2）画出通过A、B、C三点的等势面（如图2中虚线所示，注意等 势面总是与电场线垂直）.电场线由A等势面指向C等势面，再指向B 等势面，所以三点电势的高低是匕匕匕.（3）由于负电荷顺着电场线的方向移动时电势能增大，所以 c5,负电荷在B点的电势能最大.【例2】图3所示为负点电荷所形成的电场中的一条电场线，M、N 为该电场线
8、上的两点.设电子在M点和X点所受的电场力分别为人和F、, 所具有的电势能分别为 和5,则下列关系中正确的是A FxFx, 襲Fx, $C. FwVFk, w xD FxFx, 5 5解析由于场源电荷Q为负电荷，依据“电场线从正电荷出发，终止 于负电荷”可知，场源电荷Q必然在图示电场线延长线的左边某处，它与 M点之间的距离小于与N点之间的距离.根据点电荷场强公式E=k及F二 qE可知，EmEn,1-KFX；另夕卜，电子是负电荷，从M点移到N点时电场力做正功，故-5.应选择D.【例3】已知电场中A、B、C三点，现使正电荷q二5.0X10H从A 移到B,电场力做功8. 0X105J.再使q由B移到C
9、,电场力做功一9. 0 XIOJ.试比较：（1）该电荷q在A、B、C三点电势能的大小；（2）电 场中A、B、C三点电势的高低.解析（1）正电荷q由A移到B,电场力做正功，故55；由B 移到C,电场力做负功，故正电荷q从A移到B再移到C,电 场力做的总功W二8. 0X10T+ （-9.0Xl（r）J二一1.0X10*0,故c由以上可知A、B、C三点电势能的大小关系是 s用公式晋，分别算匕w 辺S.0X1Q-5UAB = V = 160Vq 5.0 X107Wb -0.9X105Ubc = = V = 180VBC q 5.0 X10-7这说明，A点的电势比B点高160V,C点的电势比B点高180
10、V,故A、B、C三点电势的高低顺序是匕匕匕也可以用电势公式仪=厶，从第1）问的结论亠q5一直接&入 3a Eks E“ 3a V 3g 9 Eu Ek3 3a A 3g 9 Eks E“ &入 V d” Eka Ezs【例4】如图4所示为某一电场的电场线和等势面.一带电粒子从A 点射入电场后，在电场力作用下沿曲线运动到B点.若粒子在A、B两点 的加速度分别为比和在A、B两点的动能分别为险和Ei则A. 粒子带正电,B. 粒子带正电,C. 粒子带负电,D. 粒子带负电，解析 从粒子运动轨迹的弯曲方向可知，它受到与场强方向相反的电 场力作用，所以粒子带负电.从图上看出，A点处的电场线比B点处稀疏，所
11、以场强EXES.粒子 在A点处受的电场力较小，加速度亦较小，故aAa5沿着电场线的方向电势越来越低，匕匕匕匕，则匕匕.负电 荷从电势高的地方移动到电势低的地方，电场力做负功，电势能增大，故 动能减小，EaE.综上所述，正确答案为D.【例5】如图5所示，1、2、3、4、5是场强为E的匀强电场中的5 个等势面，相邻两等势面之间的电势差为U.现有一质量为m、电量为e 的电子以初速度v。沿着等势面5进入电场中.求：电子到达等势面1的 时间t和动能閣5诙等势面曲势面动可的距离为S畔，电子在垂直卄的方向上做初速度为零的匀加速运动，加速度由位移公式得E 2 m根据动能定理，电子到达等势面1的动能Ek =和。2 +4eU