一道电学选择题的多种解法比较

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1、一道电学选择题的多种解法比较　　学好物理的基本要求是：全面理解物理知识本身，学会正确运用物理知识分析解决物理问题；在能力培养和训练中学会灵活多变地分析解决物理问题，尤其是学会选择题的多种解法，提高对知识的理解能力。下面我们一起来看一道电学选择题。　　[题目]如图1，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入处于真空且沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差是（）。　　A.mv20/2qB.3mv20/qC.2mv20/qD.3mv20/2q　　图2解析：从轨迹上看：粒子从A→B做曲线运动；

2、从速度变化上看：粒子水平方向向右加速，竖直方向向上减速；从受力分析上看：带电粒子在电场中受到两个恒力作用，故带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，水平面向右的电场力：F电=Eq，竖直向下的重力：G=mg。　　方法一：运动的合成与分解　　以A点为坐标原点，建立如图2所示坐标。过B点分别作x轴、y轴的垂线，带电粒子从A→B对应的高度为h，水平位移大小为d。　　带电粒子在x轴方向做初速度为0的匀加速度直线运动；带电粒子在y轴方向以初速度v0做竖直上抛运动（或做初速度v0的匀减速直线运动）：3　　x轴：Δvx=2v0-0=aΔt①　　y轴：Δvy=0-v0=-gΔt②　　联立①②得：a=

3、2g，故F电=2mg；　　从A→B，竖直高度：h=v20/2g③　　运动时间：t=v0/g④　　水平间距：d=0+2v02t=v20/g⑤　　UAB=Ed=2mg/q?d=2mv20/q，故选C。　　优点：充分展示运用运动的合成与分解方法，处理带电体在电场中做曲线运动的问题；让学生清晰认识两个方向运动的运动性质和运动的独立性。　　缺点：此解法涉及物理量多，物理量的关系式多，容易在计算上出错。　　方法二：动能定理　　从A→B，根据∑W=ΔEk，　　WG+W电=EkB-EkA，　　-mgh+UAB?q=12m（2v0）2-12mv20=32mv20，　　UAB?q=mgh+32m

4、v20，　　将③式中的h=v20/2g代入得：UAB=2mv20/q，故选C。　　优点：突出动能定理与静电结合，是处理带电体在电场中做曲线运动的首选方法，也是学生易接受和使用的一种方法。　　缺点：此解法对带电体从A→B的运动性质认识不清，对运动的细节把握不牢。　　方法三：能量守恒3　　从A→B，只有重力和电场力做功，故动能、重力势能、电势能之和不变；取A点电势为零，A点所在的平面的重力势能为零；根据EA=EB得：　　EkA+0+0=EkB+qφB+mgh，　　qφB=EkA-EkB-mgh=-2mv20，　　φB=-2mv20/q，又∵UAB=φA-φB=2mv20/q，故选

5、C。　　优点：解法较简单，可以拓宽学生的解题思路，突出能量守恒法适用于解决一切物理问题。　　缺点：因平时学生用得少，学生不熟练。　　方法四：能量转化法　　从A→B，粒子在A点的动能转化为重力势能，那么粒子在B点的动能是由电势能转化来的。　　ΔEP减小=W电=EkB=12m（2v0）2，qUAB=2mv20，UAB=2mv20/q，故选C。　　优点：此解法简捷明了，做选择题时应优先考虑。　　缺点：学生很难想到，在语言叙述上易出错。　　[题后感想]从知识的角度看，本题涉及牛顿第二定律、动能定理、竖直上抛、运动的合成与分解、能量守恒等知识，与教材的接触面积广，考查的内容丰富。从解题

6、途径与方法看，四种方法都能使问题得到解决，但是每种方法的解题特点、分析手段、解题要求有所不同。这就要求学生平时学习中根据自己的需求、学习能力，逐步学会多角度、多渠道分析解决问题，从而提高运用物理知识分析、解决实际问题的能力。　　（责任编辑黄春香）3