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对一道易出现隐蔽错误习题的分析

2012-07-24陈穆

物理教师 2012年2期
关键词:电能

陈 穆

(江苏省扬州中学教育集团树人学校,江苏 扬州 225000)

笔者在最近的期末测试中,批阅两道“力电”综合题时,有一个惊人的发现,单从两道题的最终结果来看,绝大多数学生的答案与正确答案一样,但当仔细检查学生的解答过程时,则惊讶地发现,有相当一部分学生因某种巧合而出现了一种极其隐蔽的错误,让笔者颇有感触.

题目1.如图1一根长L=2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其中A、B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103V/m,方向竖直向下,一个带负电的小球,重力G=10-3N,电量q=2×10-6C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的摩擦因数为0.5,则小球从B点射出时的速度是多少?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

图1

图2

隐蔽的错误解答:带电小球从A—B过程中,重力与摩擦力做负功,电场力做正功,由动能定理得

隐蔽错误诊断:显然,动能定理的表达式是正确的,然而,小球对管壁的正压力N虽然结果正确,但这种求法出现了问题:其实,小球对管壁的正压力应该是重力与电场力在垂直斜面方向的分力的合力,学生却因思维定势,按以往的惯例,直接将正压力的表达式写成了N=mgcos37°,然而此题巧合的是,小球受到电场力的大小qE=2×10-6×103N=2×10-3N,刚好是小球重力的两倍,且电场力方向又与重力方向相反,因此,无论考虑不考虑电场力的存在,答案都一样!显然,这种错误的计算过程而得出正确的结果,只能是这样一种情况,如果将题中的数字或电场方向稍加改动,那么就不会出现这样的巧合了.

正确解答:带电小球……

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