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“静电场”是整个电学的基础,只有学好了本章的内容,才能学好后续的课程。本章概念多而且比较抽象,同学们对“静电场”的认识和理解上常常存在着误区,常见的有以下十种情形。
误区一:据F=k/Q1Q2/r2可知,r→0时,F→∞。
走出误区:错误原因是将物理公式简单地数学化,没有弄清公式的适用条件。当r→0时,两带电体不能当做点电荷,因此也就不满足库仑定律。
误区二:电场中有一点P,若放在P点的点电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半,若把此电荷移开,则P点的电场强度为零。
走出误区:对电场强度没有正确理解,误认为电场强度与该点所放点电荷有关。应该清楚试探电荷只是用来计算出电场中某点的电场强度大小的,而电场强度只由电场本身决定。与在那一点是否放一试探电荷,放带多少电荷量的试探电荷均无关。
误区三:因为电场是一种客观存在,所以用来形象描述电场的电场线是实际存在的线。
走出误区:电场虽然是一种客观存在,但电场线却不是实际存在的线,而是为了形象描述电场而假想的线。
误区四:在电场中,凡是电场线通过的点电场强度不为零,不画电场线区域内的点电场强度为零。
走出误区:在用电场线表示电场的分布情况时,不可能在每点都画上电场线,否则在整个平面上将布满电场线而不能看清电场线的具体情况了,因此常用几条电场线来表示某一区域的电场分布,在没有画电场线的地方,则由周边的情况来判断电场分布。
误区五:电场线上某处的切线方向与该处电荷所受电场力方向相同。
走出误区:电场线上某处的切线方向即为该处电场强度的方向。物理学中规定,电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力方向相同。这样一来,电场中某点电场强度的方向跟负电荷在该点所受的静电力方向相反。因此,电场线上某处的切线方向与该处电荷所受电场力方向可能相同(正电荷),也可能相反(负电荷)。
误区六:电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹。
走出误区:有些同学往往认为带电粒子只在静电力的作用下运动轨迹就是电场线,主要原因是错误地认为点电荷的受力方向就是它的运动方向,而没有认识到其轨迹是由速度和力两个因素决定的。只有当电场线为直线,带电粒子初速度为零或初速度方向平行于电场线,并且只受静电力作用时,其运动轨迹才恰好与电场线重合。
误区七:沿着电场线方向移动电荷,电荷电势能减少。
走出误区:电荷电势能的增减取决于静电力的做功情况:静电力做正功,电荷电势能减少;静电力做负功,电荷电势能增加。沿着电场线方向移动正电荷。静电力做正功,电荷电势能减少;沿着电场线方向移动负电荷,静电力做负功,电荷电势能增加。
误区八:同一电荷在电场强度越大的地方电势能越大。
走出误区:电势能的大小由电场和电荷共同决定,与零势能面选取有关,与电场强度大小无直接联系。电势能的变化,离不开电场力做功。因此做此类题时,应先分析电场力做功情况,做正功,电势能减少,反之增加。
误区九:电场强度大的地方电势一定高,电场强度为零的地方电势一定为零。
走出误区:电场强度是反映电场力的性质,电势是反映电场能的性质,都由电场本身决定,与该点放不放电荷无关。两者在数值上无直接关系:电场强度大(或小)的地方电势不一定高(或低),电场强度为零的地方电势不一定为零。
误区十:同一电荷在电势越高的地方电势能越大。
走出误区:电荷的电势能计算公式为Ep=qψ,其大小由电势和电荷量共同决定。对于正电荷,电势越高的地方电势能越大;而对于负电荷,电势越高的地方电势能反而越小。
(责任编辑 赵 平)
误区一:据F=k/Q1Q2/r2可知,r→0时,F→∞。
走出误区:错误原因是将物理公式简单地数学化,没有弄清公式的适用条件。当r→0时,两带电体不能当做点电荷,因此也就不满足库仑定律。
误区二:电场中有一点P,若放在P点的点电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半,若把此电荷移开,则P点的电场强度为零。
走出误区:对电场强度没有正确理解,误认为电场强度与该点所放点电荷有关。应该清楚试探电荷只是用来计算出电场中某点的电场强度大小的,而电场强度只由电场本身决定。与在那一点是否放一试探电荷,放带多少电荷量的试探电荷均无关。
误区三:因为电场是一种客观存在,所以用来形象描述电场的电场线是实际存在的线。
走出误区:电场虽然是一种客观存在,但电场线却不是实际存在的线,而是为了形象描述电场而假想的线。
误区四:在电场中,凡是电场线通过的点电场强度不为零,不画电场线区域内的点电场强度为零。
走出误区:在用电场线表示电场的分布情况时,不可能在每点都画上电场线,否则在整个平面上将布满电场线而不能看清电场线的具体情况了,因此常用几条电场线来表示某一区域的电场分布,在没有画电场线的地方,则由周边的情况来判断电场分布。
误区五:电场线上某处的切线方向与该处电荷所受电场力方向相同。
走出误区:电场线上某处的切线方向即为该处电场强度的方向。物理学中规定,电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力方向相同。这样一来,电场中某点电场强度的方向跟负电荷在该点所受的静电力方向相反。因此,电场线上某处的切线方向与该处电荷所受电场力方向可能相同(正电荷),也可能相反(负电荷)。
误区六:电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹。
走出误区:有些同学往往认为带电粒子只在静电力的作用下运动轨迹就是电场线,主要原因是错误地认为点电荷的受力方向就是它的运动方向,而没有认识到其轨迹是由速度和力两个因素决定的。只有当电场线为直线,带电粒子初速度为零或初速度方向平行于电场线,并且只受静电力作用时,其运动轨迹才恰好与电场线重合。
误区七:沿着电场线方向移动电荷,电荷电势能减少。
走出误区:电荷电势能的增减取决于静电力的做功情况:静电力做正功,电荷电势能减少;静电力做负功,电荷电势能增加。沿着电场线方向移动正电荷。静电力做正功,电荷电势能减少;沿着电场线方向移动负电荷,静电力做负功,电荷电势能增加。
误区八:同一电荷在电场强度越大的地方电势能越大。
走出误区:电势能的大小由电场和电荷共同决定,与零势能面选取有关,与电场强度大小无直接联系。电势能的变化,离不开电场力做功。因此做此类题时,应先分析电场力做功情况,做正功,电势能减少,反之增加。
误区九:电场强度大的地方电势一定高,电场强度为零的地方电势一定为零。
走出误区:电场强度是反映电场力的性质,电势是反映电场能的性质,都由电场本身决定,与该点放不放电荷无关。两者在数值上无直接关系:电场强度大(或小)的地方电势不一定高(或低),电场强度为零的地方电势不一定为零。
误区十:同一电荷在电势越高的地方电势能越大。
走出误区:电荷的电势能计算公式为Ep=qψ,其大小由电势和电荷量共同决定。对于正电荷,电势越高的地方电势能越大;而对于负电荷,电势越高的地方电势能反而越小。
(责任编辑 赵 平)