高中物理电场解题方法
发布时间：2017-04-12
这篇高中教学论文主要介绍了高中物理电场中电荷的运动类问题、平行板电容问题、电场中电势、场强、电势能以及电场力分析问题三类较为常见的电场问题，当然物理题目的变化多种多样，在实际做题中，人们还会遇到很多其他类型的电场题目，这需要同学能够在掌握已有解题方式的基础上进一步挖掘新的解题方法，希望通过文章粗略的论述可以给广大同学以启迪和参考。《物理通报》(月刊)创刊于1982年，是由河北省物理学会;中国教育学会物理教学专业委员会主办的我国唯一的以教学研究为主的期刊。《物理通报》是我国唯一的以教学研究为主，横跨中学物理与大学物理教学，关注物理学发展和应用，关注国内外物理教学改革，注意科学与文化结合，注重科学文化品味的综合性物理杂志。
摘要：作为一名高中生，在物理学习中电磁学是内容占比很大的一部分内容，同时对近几年的高考题型分布观察，电场知识的考察往往会和磁场进行联系，并且多为综合题的最后一题，分数占比很高。因此需要人们在学习中理解电场的基础知识，同时在综合应用上也准确掌握，基于此文章主要介绍了在高中电场学习中较为常见的三种题型的解题方式，希望可以帮助到更多的同学。
关键词：高中物理;电场;电磁学;解题方法
一、引言
物理在高考中的重要性不需要再进行谈论，而人们在对物理电场进行学习时，首先必须认知上，高考对电场的考察上，往往不会使用单一的知识点考察形式，而会和磁场进行综合考察，因此此类题型也多被称为电磁场问题[1]。而在电磁场中电荷的运动又会和运动学和能量学结合，可以说对高中物理所学的百分之八十的知识都有联系，是难度很大的一个知识点，这更需要人们在学习中对该部分知识有一定深度的认知，进而在面对这类题型时做到有的放矢。
二、电场中电荷的运动类问题
电场中电荷运动类问题，是电场考察题型最为多见的形式，一般而言此类题型如果是综合题，还会在电场的基础上再加上磁场和重力场。在面对该类问题时，首先需要人们对研究对象进行确定，其带电属性、大小等等;进而分析在电场运动中，电荷所受到作用力有哪些;然后根据受力情况作出受力分析图，并且找出隐藏条件;最后再列出解题方程式，对可能存在的情况进行讨论完成解答[2]。以下以一道题目展开讲解。例一：已知一氚核和一氦核以垂直电场的角度，同时射入一电场中，如图1所示，求在以下情况下，两者在横向位移上的比。(氚核为31H，氦核为24H)图1(1)两者射入初速度相同(2)两者射入初动能相同(3)两者射入初动量相同(4)在射入前已经过一加速电场面对此问题时，首先分析为一电场问题，射入的是一带电电荷，但是因为其所受到的电场力远远大于其所受到的重力，因此在解答时可以不考虑重力场的影响，所以该题时单纯的电场问题。然后再进行观察，可知问题中涉及到了速度、动能和动量，因此可以判断该题是电场和运动学进行联合考察的题目，因此需要结合能量学方面的知识解答。结合牛顿第二定律可知两个电荷在横向的运动距离为y=at2/2=(1/2)(qE/m)(l/vo)2解：(1)两者射入初速度相同，所以两者在vo、E、l上都相同，所以y=(1/2)(q/m)，所以两者相比为q/m(2)两者射入初动能相同，所以两者在mvo2、E、l上都相同，所以y=q，因此之比为1/2(3)两者射入出动量相同。所以两者在mvo、E、l上都相同，即y=qm，所以两者比为3/8(4)在射入前已经过一加速电场，设此处的加速电压为U，则有qU=mvo2/2，此时y=El2/4U此时的E、U、l是相同的，因此和射入电子的电量、质量均无关，两者之比为1在该类题型解答时，首先要注意将横向上运动的关系式y求出来，进而带入变量进行比较即可，这是比值类问题，最佳的解题方式。[3]
三、平行板电容问题
平行板电容类型的问题，也是电场知识点考察的主要题型之一，在解决该类题型时，一般需要注意三个方面：其一，如果平行板电容是处于一直流电流中，并且该电路为短路电路，那么此时平行板电容两板之间的电压便和其相并联的用电器的电压相等。其二，如果将电源和平行板电容器进行连接，并且将开关给以闭合，此时如果将平行板电容的两板间正对距离和面积进行改变，保持两板间的带电荷量不改变，那么此时极板的带电量会随着距离和正对面积的改变而改变;如此将开关给以断开，此时再对平行板电容的两板正对面积和距离进行改变，平行板电容其极板电压会相应的发生改变，但是其所带的电量将不会发生改变。其三，如果在平行板电容内部为一个均强电场，那么在场强和两板间距离以及电压之间的关系求解，就可以使用U=Ed一公式，并且可以以此公式为已知条件进行进一步的问题探究。[4]
四、电场中电势、场强、电势能以及电场力分析问题
电场中电势、场强、电势能以及电场力分析问题是电场问题中最为基础的问题，但是基础知识往往也是考察最多的地方，无论多难的问题，其在考察本质上无非是对基础知识的变形，因此人们在电场学习中一定要对基础知识有一个极其牢固的掌握，对定义、公式、变形等都有一个清晰的认识，并且能够切实地应用到解题之中。面对电场中电势、场强、电势能以及电场力分析问题，首先需要人们分析电场是由哪些电荷所形成的，这是解题的第一步;其次需要对电场中的各种物理量含义、符合以及关系有一个认识;最后还要能够合理、熟练地使用叠加原理。
