纠结的两个点电荷.docx

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1、让学生纠结的两个点电荷当学生进入高中物理选修教材3－1《静电场》的学习以后，会突然感到静电场的学习内容、学习方法与力学完全不同，非常陌生，尤其是电场强度和电势这两个物理概念很抽象，接受起来十分困难。电场强度是描述电场力的性质的物理量，定义式为，点电荷的场强公式为，场强是矢量，叠加遵从平行四边形定则。电势是描述电场能的性质的物理量，定义为，大小与零电势点的选取有关，是个标量，点电荷的电势公式为。在《静电场》中，课本及资料中经常出现的真空中两个点电荷周围各点电场强度和电势都是叠加的结果，连线中点场强是最大还是最小？电势是最高还是最低？这些问题让学生很感兴趣也很纠结，好像有十万个为什么。要回答

2、学生的问题，得弄清楚两个点电荷的带电性质，电荷量的大小，相对位置等细节，才能具体问题，具体分析。问题一：在真空中有两个带等量正电的点电荷A、B，相距为2L，它们连线的中点为O点，关于连线上及中垂线上电场强度大小和电势高低分布如何？分析：在连线中点，每个点电荷的电场强度大小都是，方向相反，合场强EO＝0，是连线上的最小值。而两个点电荷都是，中点的电势是标量叠加，即，也是连线上的最小值。设在连线的中垂线上的某点为P，有∠PAO＝，合场强　图1考虑到，令，得通过导数，即，求得极值：，即从中点O沿中垂线到无穷远，场强先增大后减小。而电势由中点的到无穷远逐渐减小到零，电场线和等势面如图1所示。问题

3、二：在真空中有两个等量异种的点电荷，其余条件都不变，关于连线及中垂线上电场强度大小和电势的高低又是如何？图2分析：在连线中点，每个点电荷的场强都是，方向相同，则合场强就是，是连线上的最小值。在连线上电势沿电场线从正无穷大一直减小到负无穷大，中点电势为零。沿中垂线场强由O点的到无穷远处减为零。电势则恒为零，电场线和等势面如图2所示。问题三：两个点电荷位于x轴上，在它们形成的电场中，若取无限远处的电势为零，则在x轴正方向上各点的电势如图中曲线所示。由图线提供的信息可知图3A．x=x1处电场强度为零　　B．x=x2处电场强度为零C．带负电荷的电量较大D．两个点电荷都不可能位于x轴正方向上面对参

4、考答案BCD，学生很是茫然。解析：在坐标0～x2内，电势逐渐降低，所以电场线方向向右，在x2到x轴正无穷上电势又逐渐增高，所以电场线方向向左，由于在x2处电场反向，所以，x1处电场强度就不为零。我们知道在正电荷附近电势趋近于正无穷大，在负电荷附近电势趋近于负无穷大，由图可知，在x正半轴上电势既不趋近于正无穷大又不趋近于负无穷大，所以两个电荷不管正负都不可能位于x轴正方向上。在x1处电势，在x轴负方向上的两个电荷一定是异种的。而，说明负电荷量较大，而在坐标原点，说明正电荷距坐标原点更近一些。以下两题是2011年高考题中的关于两个点电荷的问题。（2011·上海物理·14）．两个等量异种点电荷

5、位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图（2011·山东·21）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是  A、b点场强大于a点场强                      B、B点场强小于a点场强C、A、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D、试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能真空中两个点电荷的问题在近几年的高考题中频繁出现，引起了课改省份高考学生的广泛关注。学生经常在一起讨论两个点电荷电场中的各点电场强度大

6、小和方向、电势高低、放入不同电荷后电势能正负判断、移动电荷电场力做功等等问题。要彻底解决这些纠结在一起的问题，首先要物理概念清楚，读懂物理过程，弄清所提问题，建立物理模型，公式能准确应用。其次是多练习，多讨论探究，多总结归纳，这样才能掌握《静电场》以及整个高中物理学习的一般规律与解题技巧。