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電場、電場強(qiáng)度基本概念的理解與掌握

■王永久

電場、電場強(qiáng)度是學(xué)生從力學(xué)到電磁學(xué)過渡性學(xué)習(xí)的第一站，有其獨(dú)立的概念和規(guī)律，但是也與前面的力學(xué)規(guī)律密切相連。

一、電荷守恒定律

大家學(xué)習(xí)了能量守恒定律，也學(xué)習(xí)了一定條件下的機(jī)械能守恒定律，“守恒”這個(gè)概念對同學(xué)們并不陌生。

例12013年1月15日上午10時(shí)許，陜西省蒲城縣某花炮廠發(fā)生爆炸，爆炸沒有造成人員傷亡，初步斷定是因空氣干燥，炸藥堆放時(shí)間過長，由靜電引發(fā)了爆炸。摩擦可以產(chǎn)生靜電，原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電1.6×10-15C，丙物體帶電8×10-16C。對于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法中正確的是()。

A．乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16C

B．乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10-15C

C．丙物體一定帶有正電荷8×10-16C

D．丙物體一定帶有負(fù)電荷2.4×10-15C

解析：甲、乙、丙原來都不帶電，即都沒有靜電荷；甲、乙摩擦導(dǎo)致甲失去電子1.6×10-15C而帶正電，乙物體得到電子而帶1.6×10-15C的負(fù)電荷；乙物體與不帶電的丙物體接觸，從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上，可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷，由電荷守恒定律可知，乙最終所帶負(fù)電荷為1.6×10-15-8×10-16=8×10-16(C)。選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確。

二、庫侖定律、電場強(qiáng)度

學(xué)習(xí)萬有引力定律為學(xué)習(xí)庫侖定律打下了基礎(chǔ)，同時(shí)學(xué)習(xí)加速度、速度等概念也為學(xué)習(xí)電場強(qiáng)度打下了基礎(chǔ)。

例2如圖1所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球B用絕緣細(xì)線懸掛，處于固定的帶電體A產(chǎn)生的電場中，A可視為點(diǎn)電荷，B為試探電荷。當(dāng)B靜止時(shí)，A、B等高，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。已知重力加速度為g，則A在B處所產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為()。

圖1

三、電勢和電勢差，電場線和等勢面

這幾個(gè)概念可以與前面力學(xué)中的高度、高度差相聯(lián)系，而電場線和等勢面則是較新的概念，可以從電場線的性質(zhì)入手進(jìn)行分析，也為以后學(xué)習(xí)磁感線打下了基礎(chǔ)。

例3如圖2，在孤立的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的電勢為φa，場強(qiáng)大小為Ea，方向與連線ab垂直。b點(diǎn)的電勢為φb，場強(qiáng)大小為Eb，方向與連線ab的夾角為30°。則a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小及電勢高低的關(guān)系是()。

圖2

A.φa>φb,Ea=Eb2 B.φa<φb,Ea=Eb2

C．φa>φb，Ea=4EbD．φa<φb，Ea=4Eb

作者單位：山東省壽光第一中學(xué)