“靜電場”重難點剖析

張健

一、電荷守恒定律和庫侖定律

電荷守恒定律是電學中的基本定律，它體現(xiàn)了帶電現(xiàn)象的實質(zhì).一個原來不帶電的物體通過某些方法可以帶電，原來帶電的物體也可以使它失去電性，但其實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷的數(shù)量并未增加或減少.用電荷守恒定律能很好地解釋感應起電、摩擦起電和棒觸起電.

二、描述電場的物理量

電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，理解電場的物質(zhì)性，要從電荷間的相互作用思考，電荷是通過電場發(fā)生相互作用的，雖然看不見電場，但能用試探電荷q檢驗.描述電場的物理量有電場強度、電勢、電勢差三個物理量.

例1 如圖1所示，一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動，其軌跡在豎直面（紙面）內(nèi)，且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱，忽略空氣阻力.由此可知 （ ? ?）

A.Q點的電勢比P點高

B.油滴在Q點的動能比它在P點的大

C.油滴在Q點的電勢能比它在P點的大

D.油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小

解析 由于勻強電場中的電場力和重力都是恒力，所以油滴的合外力為恒力，加速度恒定不變，所以選項D錯.油滴軌跡相對于過最低點P的豎直線對稱，類似于倒過來的斜上拋運動，所以油滴所受合外力豎直向上，電場力一定豎直向上.當油滴從P點運動到Q點時，電場力做正功，電勢能減小，選項C錯誤;油滴帶負電，電場方向豎直向下，沿著電場線電勢降低，所以Q點電勢高于P點電勢，選項A正確;在油滴從P點運動到Q點的過程中，合外力做正功，動能增加，所以Q點動能大于P點，選項B正確，本題選AB.

三、靜電現(xiàn)象、電容器、帶電粒子在電場中運動

要知道靜電現(xiàn)象首先應知道靜電平衡，導體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫做靜電平衡.靜電平衡的特點有，導體內(nèi)部場強處處為零，導體為等勢體，導體表面為等勢面，表面上場強不為零且與表面垂直，凈電荷分布在導體外表面.靜電現(xiàn)象的應用主要有靜電屏蔽、尖端放電等.

例2 一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖2所示.容器內(nèi)表面為等勢面，A、B為容器內(nèi)表面上的兩點，下列說法正確的是（ ? ?）

A.A點的電場強度比B點的大

B.小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低

C.B點的電場強度方向與該處內(nèi)表面垂直

D.將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點，電場力所做的功不同

解析 由圖可知，B點的電場線比A點的密集，所以B點的電場強度比A點的大，選項A錯;沿著電場線電勢降低，故小球表面的電勢比容器內(nèi)表面高，選項B錯;電場線與等勢面垂直，所以選項C正確;由于容器內(nèi)表面為等勢面，故A、B的電勢差為零，電荷從A點沿不同路徑移到B點電場力做功均為零，所以選項D錯誤.本題選C.