九问九答，飞越“静电场”迷雾

九问九答，飞越“静电场”迷雾 九问九答，飞越“静电场”迷雾 《数理化解题研究}2010年第7期物理篇43 起内在的统一的关系. 乙 图3 如果电流表在电压表与研究对象构成的回路之 内,则电流表是内接法;如果电流表在电压表与研究 对象构成的回路之外,则电流表是外接法.根据这一 规则,图4甲中电流表是内接法,图4乙中是电流表外 接法.这是因为图4的电路是用来测电源的电动势和 内电阻的,研究对象是电源. 田乙 图4 在用伏安法测电阻的实验 由误差理论可以推知, 中,为了减小误差,当R=时,电流表两种接 法都一样;当R>R时,电流表要用图3甲所示 的内接法;当R<~/RR时,电流表要用图3乙所示 的外接法.在用伏安法测电源电动势和内电阻的实验 中,为了减小误差,当r=~/尺R时,电流表两种接 法都可行;当r>?尺R时,电流表要用图4甲所示 电流表要用图4乙所示 的内接法;当r<~/RR时, 的外接法. 八,误差的比较 在用伏安法测电阻的实验中,当电流表采用图3 甲所示的内接法时,测量的电流值,是准确的,而测 量的电压值偏大,其校正值AU=IR,由图5甲可 知,R测>R真;当电流表采用图3乙所示的外接法时, 电压值的测量是准确的,而测量的电流值,偏大, ,, 其校正值?,=,由图5乙可知,R测<R真. 5 在用伏安法测电源的电动势和内电阻的实验中, 当电流表采用图4甲所示的内接法时,电流,的值是 准确的,而测量的电压值的偏小,校正值?U: A,由图6甲可知,测=真;r测>r真;当电流表采用 图4乙所示的外接法时,电压u的值是准确的,.贝4量 r, 的电流值,偏小,其校正值?,=,由图6乙可知, 测<真;r测<r真 甲乙 图6 山东省德州市第一中学(253017)李炜玮?李宁宁? "静电场"这一章在人教版选修3—1中占有很 高的地位,在高考中也有不少的分值,但实际学习起 来,大多数同学却是"不识庐山真面目",一头扎进书 山题海中,不断的跌倒,如何才能让自己早日攀上顶 峰,"一览众山小"呢?通过学情分析,现对存在疑问 较多的地方做一个,几问几答,带领大家早日飞 越迷雾,把"静电场"看清楚. 一 问:电场真的存在吗?电场线真的存在吗? 44物理篇《数理化解题研究~2010年第7期 提示:能回顾一下学习这两者的过程吗? 一 答:法拉第最先提出"电场"的观点,近代物理 学理论和实验已经证实,电场是客观存在的.它和实 物一样具有能量,质量和动量,因而场和实物是物质 存在的两种不同的形式.法拉第采用了一个简洁的方 法描述电场,那就是画电场线,通过它可以形象的了 解电场中各点电场强度的大小和方向,因而电场线是 人为画出来的,并非真实存在的. 二问:为什么电场线不相交,不闭合?为什么等势 面不相交? 提示:通过电场线如何判断电场强度方向?沿着 电场线的方向电势如何变化?同一个等势面上的点有 何相同之处? 二答:电场强度方向即该点的切线方向,如果同 一 点(交点)处在两条电场线上,则该点有两个切线 方向,即有两个场强方向,但我们所说某点的场强均 指该点的合场强,不可能有两个方向. 另外,沿着电场线电势降低, 如果电场线闭合的话,如图1:则:C 点电势高于B点电势,B点电势高 于点电势.A点电势高于C点电 势,这是不符合逻辑的.同一等势 面上各点电势相等,若两个等势面 . 图1 相交,则交点处各点同时有两个不同的电势值,这是 不可能的. 三问;电场强度大的地方,电场力一定大吗? 提示:这两个量的大小分别由什么因素决定? 三答:电场强度是由电场本身决定,而电场力是 由电场和电荷同时决定,F=Eq,只有在q一定的情 况下,才有以上说法. 四问:电势高的地方,电势能一定大吗? 提示:这两个量的大小又是由什么因素决定? 四答:电势由电场本身决定,电势能由电场和电 荷同时决定,Ep=q. 五问:电场强度大的地方,电势一定高吗? 的物理意义相同吗提示:两者? 五答:电场强度是用来描述电场具有力的性质的 物理量,而电势是描述电场具有能的性质的物理量, 两者是从不同角度来描述电场的,没有直接联系.就 如人的体形,从身高的角度有高矮之分,从体重的角 度有胖瘦之分,两者没有必然联系. 六问:选取不同的零势能面,某点的电势改变吗? 两点之间的电势差改变吗? 提示:电势和电势差是相对的还是绝对的7. 六答:用不同的位置作为测量高度的起点,同一 地方的高度的数值就不相同,但两个地方的高度差却 保持不变.同样的道理,选择不同的位置作为电势零 点,电场中某点电势的数值也会改变,但电场中某两 点间的电势的差值却保持不变.因此,电势是相对的, 而电势差是绝对的. 七问:电势和电势能的正负代表什么?电场强度 和电场力的正负又代表什么? 提示:前两者求解之前要先什么?后两者是 标量还是矢量? 七答:电势能是相对量,要先规定零势能位置,如 果某电荷在某处的电势能小于在零势能位置的电势 能,则该电荷在该处的电势能为负值.可以看出,电势 能的正负不代表矢量的方向(电势能为标量,没有方 向),而是表示电荷在该处的电势能比在零势能位置 大还是小.可以类比力学中的重力势能的正负来理 解.同样道理,先规定某点电势为零,才能确定其他各 点的电势,因此电势的正负也只表示高低,不代表方 向(电势也为标量,没有方向).比如;A处电势为+ 3V,B处电势为一3V,则A处电势高于B处,且电势差 为6V. 电场强度和电场力都是矢量,规定好正方向之 后,与之同向则为正,与之反向则为负,因此它们的正 负不代表大小,而是代表方向,比如:电荷在A处受电 场力为+3N,在B处受力为一3N,则电场力大小是相 等的,但方向相反. 八问:电荷只受电场力的情况下,电场线就是其 运动轨迹吗? 提示:物体的运动轨迹由什么因素决定? 八答:带电粒子的运动轨迹应由粒子在电场中运 动的初速度和受力情况来决定.电场线是用来描述电 场中各点电场强度的大小和方向的,是由电场本身来 决定的,带电粒子所在的运动空间的电场的电场线可 能是直线也有可能是曲线,与运动轨迹没有任何关 系.带电粒子在电场力的作用下只有满足:(1)电场 线是直线;(2)粒子的初速度为零或初速度方向与电 场线在一条直线上时,其运动轨迹才与电场线重合. 九问:应该从哪些角度处理带电粒子运动的问 题? 提示:带电粒子与前面学过的质点有何相同和不 《数理化解题研究)2OLO年第7期物理篇45 同之处? 九答:方法一:相同之处是带电粒子的运动也符 合运动学规律,要分析它的初速度和所受的合外力; 不同之处是研究带电粒子的运动还要考虑电场力的 作用.另外,匀强电场和非匀强电场中电场力恒定与 否是不同的.因此注意带电粒子所受的电场力是恒力 还是变力是关键. 方法二:带电粒子的运动符合动能定理(合外力 做功等于动能的变化,其中合外力有可能包括电场 力);这个运动过程也是其他形式的能和电势能转化 的过程,因此也符合能量守恒定律(注意:并非机械 能守恒). 再问:电学知识好学吗? 提示:有什么知识一学就会吗? 再答:刚开始接触一部分新,总是很难接受, 但仍要坚持,或许明天你会恍然大悟,因此,告诉自 己,永不言弃! 给自己一信心: 做几个练习题, 1.关于电场强度,下列说法正确的是() A.电场中某点电场强度方向和放人该点的检验 电荷所受电场力的方向相同 B.由E=F/q可知,电场强度E跟放入的电荷g 所受的电场力成正比 c.当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现 电场这种特殊的物质,才存在电场强度 D.电场强度是反映电场本身特性的物理量,与 是否存在试探电荷无关 2.关于静电场,下列说法正确的是() A.电场强度处处为零的区域,电势也一定处处 为零 B.电场强度处处相同的区域,电势也一定处处 相同 C.只受电场力作用,正电荷一定由高电势向低 电势处移动 D.负电荷逆着电场线方向移动.电荷的电势能 一 定减少 3.如图2,实线表示一簇关于 轴对称的等势面,在轴上有,B 两点,则() A.A,B两点的场强方向与 轴同向 B.,B两点的场强方向与 轴反向 c.A点的场强大于曰点的场强 D.A点的场强小于B点的场强 参考答案:1.D2.D3.A,D 图2 驴驴—a \实物粒子使原子跃迁的区别l, 护,:尹,:g驴,》,》,;2,:伊,驴,:西》驴舻,,西,护 江苏省海门天补中学(226100)葛坚? 一 ,光子使原子跃迁 原子的跃迁条件hv=E一E,适用于光子使原 子在各定态之间跃迁的情况,当光子能量较大时,与 原子作用而使原子电离,产生离子和自由电子时,原 子结构被破坏,如基态氢原子的电离能为13.6eV,只 要大于或等于13.6eV的光子都能被处于基态的氢原 子吸收而发生电离,电离所产生的自由电子的动能等 于人射光子能量减去电离能. 例1氢原子能级如图1所示,大量氢原子从n = 4的能级向凡=2的能级跃 迁时辐射出可见光a,从=3 的能级向17,=2的能级跃迁时 辐射出可见光b,则() A.氢原子从高能级向低 能级跃迁时可能会辐射出射 线 B.氢原子从n=4的能图1 级向凡=3的能级跃迁时会辐射出紫外线 =于 ,光