例谈双点电荷电场问题的分类及处理策略
2021-04-08江西许冬保
教学考试(高考物理) 2021年1期
江西 许冬保 肖 凯
在静电场中,双点电荷电场问题,属于非常典型的一类问题,是高考命题的高频考点。这类试题侧重考查考生科学思维中模型建构、科学推理以及物理观念中运动观念、能量观念。试题涉及多个知识点的综合应用,如电场强度、电势、电势能、电场力做功、动能等物理量的分析。试题一般以选择题呈现,且多以定性分析为主,旨在考查考生的理解能力、模型建构能力以及推理论证能力等。本文试对双点电荷电场问题进行分类分析,以寻求相应的求解方略。
1.等量异种双点电荷电场
如图1所示,为等量异种双点电荷电场线与等势面分布图。双点电荷连线自左至右,场强先减小后增大,中点最小;电势逐渐降低。在双点电荷连线中垂线上,沿中垂线自上而下,场强先增大后减小,中点最大;中垂线(面)为等势线(面),且与无穷远处电势相同,若选定无穷远处电势为零,则中垂线上各点的电势均为零。

图1 等量异种双点电荷电场线与等势面
【例1】空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势线分布如图2所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,设无穷远处电势为零,则
( )
A.e点的电势大于零
B.a点和b点的电场强度相同
C.b点的电势低于d点的电势
D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加
【解析】根据电场线与等势面之间的关系,参考图1,可判断出P点处为负电荷,试题所描述的是两个等量异种电荷电场的情形。已知无穷远处电势为零,且e点在PQ连线的中垂线上,则φe=0;……
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