“静电场”学习策略

章克文



静电场知识是高中物理的重点内容，其涉及的概念非常抽象，所以一直以来都是学生学习时的难点。那么如何才能学好静电场知识呢。笔者认为可以从以下几个层次着手学习。
一、根据基本概念，构建知识框架
静电场这一章的概念既多又抽象，学好这一章的内容一方面要明确各个基本概念的内涵，另一方面更要明确各个概念之间的关联。电场作为一种特殊的物质具有两个重要性质：放入电场中的电荷会受到电场力的作用，同时该电荷也具有一定的电势能。为了描述电场的两大性质，引入了两个重要的特征物理量：电场强度和电势。电场强度与电场力相关联，电势与电势能相关联，再由力、做功、能量变化、能量这条脉络将电场强度和电势这两个概念联系起来。通过知识框架将上述内容串联起来，如图1所示。
二、依靠基本原理，透析电场规律
鉴于电场概念的抽象性，本章在一开始先以大家较为熟悉的“点电荷之间的相互作用”这一模型作为引入，很自然的提到了库仑定律。在后面对电场强度的矢量性进行解读的时候又提出了场强的叠加原理。依据这两个重要规律及电场的定义，可以找出一些常见电场的空间分布规律。
例2（2016苏锡常镇四市一模）如图3为两个不等量异种电荷电场的电场线，0点为两点电荷连线的中点，P点为连线中垂线上的一点，下列判断正确的是（ ）
A.P点场强大于0点场强
B.P点电势高于0点电势
C.从负电荷向右到无限远电势逐渐升高
D.从P到移动一正试探电荷其电势能增加
解析 A选项根据电场线疏密表示电场强度的强弱可以知道0点场强大于P点场强；B选项根据沿电场线方向电势逐点降低和等势线与电场线相互垂直的规律可知0点电势高于P点电势；D选项根据电势能的定义式Ep=qψ，由q>0，ψp<ψ0可知正电荷在p点电势能小于0点电势能；本题中最容易误选的是选项C，学生很容易根据单个负电荷周围的电场分布来推测本题中负电荷右侧虚线上的电势高低，从而得出选项C是对的，又由于本题是单选题，D选项就直接不看了。其实结合点电荷场强决定式E=kQ/r2场强叠加原理以及q+>q-这一隐性条件，可以在负电荷右侧的虚线上找到一个合场强为零的点，在这个位置的左右两侧场强的方向是相反的，因此C选项不正确。 答案D
三、牢抓基本方法，提升应用能力
静电场知识与力学知识有很多相关联的地方。本章学习过程中利用力学部分所学的基本方法再结合静电场的相关知识，往往可以起到极佳的效果。
例3如图4所示，水平放置的两平行金屬板与一直流电源相连，一带正电的粒子仅在重力和电场力作用下以某一初速度沿图中直线从A运动到B，现将平行金属板分别以0、0为圆心在平面内旋转相同角度后，带电粒子依旧能够沿直线从A运动到B，则（ ）
A.平行金属板一定顺时针旋转45°
B.平行金属板一定逆时针旋转45°
C.带电粒子电势能一定逐渐增加
D.带电粒子一定做匀变速直线运动
解析
答案D
综上所述，在学习静电场的过程中如果能够抓牢基本知识、掌握基本原理、吃透基本方法，那么静电场的学习之路再也不会那么的艰难。