高中物理易错题分类汇编 电场

高中物理易错题分类汇编 电场内容摘要：

1、第 8 单元：电场内容和方法本单元内容包括电荷、电场、电场力、电场强度、电场线、电势、电势差、电场力功、电容器、电容的定义和平行板电容器电容的决定条件等基本概念，以及库仑定律、静电感应、电场强度与电势差的关系、带电粒子在电场中的运动规律等。 本单元涉及到的基本方法有，运用电场线、等势面几何方法形象化地描述电场的分布；将运动学动力学的规律应用到电场中，分析解决带电粒子在电场中的运动问题、解决导体静电平衡的问题。 本单元对能力的具体要求是概念准确，不乱套公式懂得规律的成立条件适用的范围。 从规律出发进行逻辑推理，把相关知识融会贯通灵活处理物理问题。 例题分析在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表 2、现在：不善于运用电场线、等势面为工具，将抽象的电场形象化后再对电场的场强、电势进行具体分析；对静电平衡内容理解有偏差；在运用力学规律解决电场问题时操作不规范等。 例 1 在边长为 30正三角形的两个顶点 A，B 上各放一个带电小球，其中10 2=410 它们在三角形另一顶点 C 处所产生的电场强度。 【错解分析】错解：C 点的电场强度为 2各自产生的场强之和，由点电荷的场强公式，E=E 1+认为 C 点处的场强是 2两点电荷分别在 C 点的场强的代数和。 【正确解答】计算电场强度时，应先计算它的数值，电量的正负号不要代入公式中，然后根据电场源的电性判断场强的方向，用平行四边形法求得合矢量，就可以得出 3、答案。 由场强公式得：C 点的场强为 2的矢量和，由图 81 可知，E，E 1，E 2组成一个等边三角形，大小相同，E 2= 4105（N/C）方向与 平行。 例 2 如图 82，光滑平面上固定金属小球 A，用长 与另一个金属小球 B 连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为 两球电量各漏掉一半，弹簧伸长量变为 有：（ ）【错解分析】错解：故选 略了两者距离也随之变化，导致错误。 【正确解答】由题意画示意图，B 球先后平衡，于是有【小结】 r 常指弹簧形变后的总长度（两电荷间距离）。 例 3 点电荷 A 和 B，分别带正电和负电，电量分别为 4Q 和 Q，在 线上，如图83，电场强度为零的地方在 4、AA 和 B 之间 BA 右侧CB 左侧 DA 的右侧及 B 的左侧【错解分析】错解：错解一：认为 A，B 间一点离 A，B 距离分别是 2r 和 r，则 A，B错解二：认为在 A 的右侧和 B 的左侧，由电荷产生的电场方向总相反，因而都有可能抵消，选 D。 错解一忽略了 A，B 间 可能抵消。 错解二认为在 A 的右侧和 B 的左侧，由两电荷产生的电场方向总相反，因而都有可能抵消，却没注意到 A 的右侧 B，根本无法抵消。 【正确解答】因为 A 带正电，B 带负电，所以只有 A 右侧和 B 左侧电场强度方向相反，因为 B，所以只有 B 左侧，才有可能 而才可能有 小结】 解这类题需要的基本知识有三 5、点：（1）点电荷场强计算公式点电荷而来；（3）某点合场强为各场源在该点场强的矢量和。 例 4 如图 8示，Q A=310 B=310 ，B 两球相距 5水平方向外电场作用下，A，B 保持静止，悬线竖直，求 A，B 连线中点场强。 （两带电小球可看作质点）【错解分析】错解：以 A 为研究对象，B 对 A 的库仑力和外电场对 A 的电场力相等，所点总场强 E 总 =E+B=E 外 =05（N/C） ，方向向左。 在中学阶段一般不将 求合场强时，应该对每一个场做方向分析，然后用矢量叠加来判定合场强方向，【正确解答】以 A 为研究对象，B 对 A 的库仑力和外电场对 A 的电场力平衡，E 外 方向与 A 6、受到的 B 的库仑力方向相反，方向向左。 在 连线中点处 向右为正方向。 则有 E 总 =BE 外。 【小结】 本题检查考生的空间想象能力。 对于大多数同学来说，最可靠的办法是：按照题意作出 A，B 的受力图。 从 A，B 的电性判断点电荷 A，B 的场强方向，从 A 或 B 的受力判断外加匀强电场的方向。 在求合场强的方向时，在 A，B 的连线中点处画出每一个场强的方向，最后再计算。 这样做恰恰是在按照物理规律解决问题。 例 5 在电场中有一条电场线，其上两点 a 和 b，如图 85 所示，比较 a，b 两点电势高低和电场强度的大小。 如规定无穷远处电势为零，则 a，b 处电势是大于零还是小于零，为什么。 【 7、错解分析】错解：顺电场线方向电势降低，U AU B，因为无穷远处电势为零，顺电场线方向电势降低，U AU B0。 由于把所给电场看成由正点电荷形成的电场，认为从正电荷出发，顺电场线电势逐渐减小到零，从而得出 正确解答】顺电场线方向电势降低，U AU B，由于只有一条电力线，无法看出电场线疏密，也就无法判定场强大小。 同样无法判定当无穷远处电势为零时，a，b 的电势是大于零还是小于零。 若是由正电荷形成的场，则 B，U AU B0，若是由负电荷形成的场，则 B，0U AU B。 【小结】 只有一条电场线，可以判定各点电势高低，但无法判定场强大小及电势是否大于零。 例 6 将一电量为 q =2106C 的点 8、电荷从电场外一点移至电场中某点，电场力做功410 A 点的电势。 【错解分析】错解：错误混淆了电势与电势差两个概念间的区别。 在电场力的功的计算式 W=，U 系指电场中两点间的电势差而不是某点电势。 【正确解答】解法一：设场外一点 P 电势为 p=0，从 PA，电场力的功 W=以W=q（U ，即 41010） U A=20 A 与场外一点的电势差为 U，由 W=为电场力对正电荷做正功，必由高电势移向低电势，所以 20V【小结】 公式 W=两种用法：（1）当电荷由 AB 时，写为 W=q( B)，强调带符号用，此时 W 的正、负直接与电场力做正功、负功对应，如“解法一” ；（2）W，q，U 三者都取绝 9、对值运算，如“解法二” ，但所得 W 或 U 得正负号需另做判断。 建议初学者采用这种方法。 例 7 如图 86 所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从 a 处运动到 b 处，以下判断正确的是： A电荷从 a 到 b 加速度减小Bb 处电势能大Cb 处电势高D电荷在 b 处速度小【错解分析】错解：由图 87 可知，由 ab，速度变小，所以，加速度变小，选 A。 因为检验电荷带负电，所以电荷运动方向为电势升高方向，所以 b 处电势高于 a 点，选 C。 选 A 的同学属于加速度与速度的关系不清；选 C 的同学属于功能关系不清。 【正确解答】由图 86 可知 b 10、处的电场线比 a 处的电场线密，说明 b 处的场强大于 据牛顿第二定律，检验电荷在 b 处的加速度大于在 a 处的加速度，A 选项错。 由图 86 可知，电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即 ，且 方向应指向运动轨迹的凹向。 因为检验电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密。 再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断 a，b 处电势高低关系是 B，C 选项不正确。 根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于 90，可知电场力对检验电荷做负功。 功是能量变化的量度，可判断由 ab 电势能增加，B 选项正确；又因电场力做功与路径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动能减小，即速度减小，D 选项正确。 【小结 11、】 理解能力应包括对基本概念的透彻理解、对基本规律准确把握。 本题就体现高考在这方面的意图。 这道小题检查了电场线的概念、牛顿第二定律、做曲线运动物体速度与加速度的关系、电场线与等势面的关系、电场力功（重力功）与电势能（重力势能）变化的关系。 能量守恒定律等基本概念和规律。 要求考生理解概念规律的确切含义、适用条件，鉴别似是而非的说法。 例 8 如图 8示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 与 b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为 L，为球半径的 3 倍。 若使它们带上等量异种电荷，使其电量的绝对值均为 Q，那么，a、b 两球之间的万有引力 F 引库仑力 F 12、库 分别为：【错解分析】错解：（1）因为 a，b 两带电球壳质量分布均匀，可将它们看作质量集中在球心的质点，也可看作点电荷，因此，万有引力定律和库仑定律对它们都适用，故其正确答案应选 A。 （2）依题意，a，b 两球中心间的距离只有球半径的 3 倍，它们不能看作质点，也不能看作点电荷，因此，既不能用万有引力定律计算它们之间的万有引力，也不能用库仑定律计算它们之间的静电力，故其正确答案应选 B。 由于一些同学对万有引力定律和库仑定律的适用条件理解不深刻，产生了上述两种典型错解，因库仑定律只适用于可看作点电荷的带电体，而本题中由于 a，b 两球所带异种电荷的相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互 13、靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离 L 只有其半径 r 的 3 倍，不满足 Lr 的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律。 【正确解答】万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离 L 只有其半径 r 的3 倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点。 因此，可以应用万有引力定律。 综上所述，对于 a，b 两带电球壳的整体来说，满足万有引力的适用条件，不满足库仑定律的适用条件，故只有选项 D 正确。 【小结】 用数学公式表述的物理规律，有它的成立条件和适用范围。 也可以说物理公式是对应着一定的物理模型的。 应用物理公式前，一定要看一 14、看能不能在此条件下使用该公式。 例 9 如图 88 所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在 a，b 端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是：A闭合 电子从枕型导体流向地B闭合 电子从枕型导体流向地C闭合 电子从地流向枕型导体D闭合 有电子通过 解分析】错解：枕型导体电荷总是守恒的，没有电子流过 D。 由于对没有正确理解电荷守恒的相对性，所以在本题中认为枕型导体的电荷总是守恒的，便错选答案 D。 【正确解答】在 2都闭合前，对于枕型导体它的电荷是守恒的，a，b 出现的负、正电荷等量。 当闭合 2中的任何一个以后，便把导体与大地连通，使大地也参与了电荷转移。 因此，导体本身的电荷不 15、再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒。 由于静电感应，a 端仍为负电荷，大地远处感应出等量正电荷，因此无论闭 2，都是有电子从地流向导体，应选答案 C。 【小结】 在解决此类静电平衡问题时，对电荷守恒的理解应为：电荷守恒定律有相对性，一个物理过程中，某个物体或某些物体的电荷并不守恒，有增或有减，而这一过程中必有另一些物体的电荷有减或有增，其中的增量和减量必定相等，满足全范围内的守恒。 即电荷是否守恒要看是相对于哪一个研究对象而言。 电荷守恒是永恒的，是不需要条件的。 电荷守恒定律也是自然界最基本的规律之一。 在应用这个定律时，只要能够全面地考察参与电荷转移的物体，就有了正确地解决问题的基础。 例 10 如图 8接地的金属球 A 的半径为 R，点电荷的电量 Q，到球心距离为 r，。