例析电场中的特殊思维方法

尹金京

摘 要：物理学中解答问题的方法比较多，本文就电场中几种特殊的思维方法，如等效法、补偿法、微元法进行例题说明。

关键词：电场；等效法；补偿法；微元法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0040-3

物理学中解答问题的方法比较多，下面就电场中的几种特殊的思维方法作说明。

1 等效法

等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法。它是物理学研究的一种重要方法。在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等，都是根据等效概念引入的。常见的等效法有“分解”“合成”等效类比、等效替换、等效变换、等效简化等，从而化繁为简、化难为易。匀强电场有许多性质与重力场非常相似，所以在有些电场问题解题的过程中，可以将电场与重力场加以比较，将匀强电场等效类比为重力场中熟悉的模型问题。按照重力场中物体的运动特点去研究问题，可以使物理问题的分析和解答变得简捷，而且对灵活运用知识，促使知识、技能和能力的迁移，都会有很大的帮助。

例1 如图1所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电荷的小球从高h的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动。已知小球所受的电场力是其重力的3/4，圆环半径为R，斜面倾角为θ，xBC=2R。若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h至少为多少？

由上题可见，隔离选择恰当微元作为突破整体研究的对象。微元可以是：一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间等等，但应具有整体对象的基本特征。将微元模型化（如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动……）并运用相关物理规律，求解这个微元与所求物体的关联。并将一个微元的求解结果推广到其他微元，充分利用各微元间的对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元的解出结果进行叠加，以求出整体量的合理解答。

参考文献：

[1]胡双根，刘茶萍.关于静电场中点电荷零的若干问题理解[J].物理教学探讨，2011，（11）：12.

[2]姜峰.匀绳电场中电势差的推论及应用[J].物理教学探讨，2009，（4）：25.

[3]电势差与电场强度关系的三个推论——从教材中总结三个结论[J].物理教学探讨，2009，（5）：33.

（栏目编辑 罗琬华）

摘 要：物理学中解答问题的方法比较多，本文就电场中几种特殊的思维方法，如等效法、补偿法、微元法进行例题说明。

关键词：电场；等效法；补偿法；微元法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0040-3

物理学中解答问题的方法比较多，下面就电场中的几种特殊的思维方法作说明。

1 等效法

等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法。它是物理学研究的一种重要方法。在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等，都是根据等效概念引入的。常见的等效法有“分解”“合成”等效类比、等效替换、等效变换、等效简化等，从而化繁为简、化难为易。匀强电场有许多性质与重力场非常相似，所以在有些电场问题解题的过程中，可以将电场与重力场加以比较，将匀强电场等效类比为重力场中熟悉的模型问题。按照重力场中物体的运动特点去研究问题，可以使物理问题的分析和解答变得简捷，而且对灵活运用知识，促使知识、技能和能力的迁移，都会有很大的帮助。

例1 如图1所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电荷的小球从高h的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动。已知小球所受的电场力是其重力的3/4，圆环半径为R，斜面倾角为θ，xBC=2R。若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h至少为多少？

由上题可见，隔离选择恰当微元作为突破整体研究的对象。微元可以是：一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间等等，但应具有整体对象的基本特征。将微元模型化（如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动……）并运用相关物理规律，求解这个微元与所求物体的关联。并将一个微元的求解结果推广到其他微元，充分利用各微元间的对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元的解出结果进行叠加，以求出整体量的合理解答。

参考文献：

[1]胡双根，刘茶萍.关于静电场中点电荷零的若干问题理解[J].物理教学探讨，2011，（11）：12.

[2]姜峰.匀绳电场中电势差的推论及应用[J].物理教学探讨，2009，（4）：25.

[3]电势差与电场强度关系的三个推论——从教材中总结三个结论[J].物理教学探讨，2009，（5）：33.

（栏目编辑 罗琬华）

摘 要：物理学中解答问题的方法比较多，本文就电场中几种特殊的思维方法，如等效法、补偿法、微元法进行例题说明。

关键词：电场；等效法；补偿法；微元法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0040-3

物理学中解答问题的方法比较多，下面就电场中的几种特殊的思维方法作说明。

1 等效法

等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法。它是物理学研究的一种重要方法。在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、总电阻与分电阻、平均值、有效值等，都是根据等效概念引入的。常见的等效法有“分解”“合成”等效类比、等效替换、等效变换、等效简化等，从而化繁为简、化难为易。匀强电场有许多性质与重力场非常相似，所以在有些电场问题解题的过程中，可以将电场与重力场加以比较，将匀强电场等效类比为重力场中熟悉的模型问题。按照重力场中物体的运动特点去研究问题，可以使物理问题的分析和解答变得简捷，而且对灵活运用知识，促使知识、技能和能力的迁移，都会有很大的帮助。

例1 如图1所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电荷的小球从高h的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动。已知小球所受的电场力是其重力的3/4，圆环半径为R，斜面倾角为θ，xBC=2R。若使小球在圆环内能做完整的圆周运动，h至少为多少？

由上题可见，隔离选择恰当微元作为突破整体研究的对象。微元可以是：一小段线段、圆弧、一小块面积、一个小体积、小质量、一小段时间等等，但应具有整体对象的基本特征。将微元模型化（如视作点电荷、质点、匀速直线运动、匀速转动……）并运用相关物理规律，求解这个微元与所求物体的关联。并将一个微元的求解结果推广到其他微元，充分利用各微元间的对称关系、矢量方向关系、近似极限关系，对各微元的解出结果进行叠加，以求出整体量的合理解答。

参考文献：

[1]胡双根，刘茶萍.关于静电场中点电荷零的若干问题理解[J].物理教学探讨，2011，（11）：12.

[2]姜峰.匀绳电场中电势差的推论及应用[J].物理教学探讨，2009，（4）：25.

[3]电势差与电场强度关系的三个推论——从教材中总结三个结论[J].物理教学探讨，2009，（5）：33.

（栏目编辑 罗琬华）