高中物理电场及静力问题解题的思路与方法

彭少扬

摘 要：在学习电场以及静力问题过程中，由于学习习惯或是学习方式的影响，使得同学们对这部分内容的学习效果并不是很理想，给同学们后期的学习带来了很大的影响。本文对学习电场以及静力问题过程中遇到的问题进行分析，并进行解题思路和解题方法的探讨。

关键词：高中物理；电场及电力问题；解题思路；方法探讨

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）1-0022-3

1 电场问题的解题思路与方法

电场问题涉及到多个物理量，包括电场力以及电势等概念，同时还包括场强以及电势能等问题。在学习这一部分内容时，首先要明确这些概念。只有在充分了解的基础之上才能进行接下来的学习，同时也才能提升解题能力，培养解题思路。所以，对题目的准确理解是解决电场问题的最基本要求。在问题的设问中，往往会透露出一定的信息，而这些信息中就蕴含着解题的切入点，这些隐含的条件为同学们求解问题提供了一定的途径。因此，在审题时，要对题目以及其中的各类条件作出有效判断，也就意味着我们要将有效的信息准确无误地提取出来，而将无用的信息剔除出去，并借助所提炼出来的关键信息进行电场问题的判断。特别是在电场电荷组成形式的判断上有着重要的意义。

其次，还要对相应的物理量符号进行把握，其中包括对该符号物理含义的确定。然后，在叠加原理和矢量以及标量中间作出选择，就问题进行明确的判断和计算。

例1 某形状不规则的导体置于静电场中，由于静电感应，在导体周围出现了几种电场分布，电场线用虚线表示，等势面用实线表示，如图1，关于a、b、c三点说法正确的是（ ）

A.将电子从a点转移到b点，电势能减小

B.a点的电势高于b点的电势

C.将电子从a点移到c点，再从c点移到b点，电场力做功为零

D.a点的电场强度大于b点的电场强度

在对这一问题进行分析时，共有三种判断方式：（1）公式法，这一方法主要是根据Ep=qΦ，将q、Φ的大小同正负号一同带入公式，Ep的值越大，电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大；（2）能量守恒法，在电场中，如果只有电场力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加；（3）做功判断法，这一方法主要是电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。通过上述方法能够准确地求出题目当中的答案，即B选项。

另外，从电荷这一概念来看，从问题的性质上来说属于综合性的问题，且同力学方面的知识有着密切的关联。所以，在学习过程中还要对电荷这一概念进行仔细学习，并达到一个熟练掌握的程度。只有这样，才能在解题的过程中游刃有余。但是，正是这些综合性的问题，给同学们的学习造成了极大的阻力。对此，同学们在学习过程中要保持一颗平衡的心态，认识到学习知识不是一朝一夕的，知识之间更不是独立存在的，而在某些方面存在着一定的关联。只有认清这一点，同学们才能在学习过程中不断地积累知识，并通过相互串联的方式使其在大脑中逐渐形成一整套的物理知识体系，然后再通过反复练习将这些知识熟练运用，最终达到解题能力得到有效提高的目的。

电场问题同力学有着重要的关联，对此，同学们在学习过程中要以力学问题的解题方法和集体思路为出发点进行思考：首先，对问题中某个带电体进行明确，并将其作为研究对象；然后，对这一带电体的外力进行分析；其次，除了对题目中的有效信息进行充分提取，还要就其中所暗含的信息进行挖掘，这些信息的锁定对解题有着重要的作用；紧接着，当确定了题目中的物理量以及物理过程以后，便可以根据有效的力学规律进行解题；最后，由于电荷这一问题的存在使得题目最终的结果需要根据具体情况分别讨论，所以，同学们在这一环节要切实把握好解题的完整性。

例2 如图2所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是（ ）

A.1、2两点的场强相等

B.1、3两点的场强相等

C.1、2两点的电势相等

D.2、3两点的电势相等

解析 本题考查电场线和等势面的相关知识。根据电场线和等势面越密集电场强度越大，有E1>E2=E3，但是E2和E3电场强度方向不同，故选项A、B错误，沿着电场线方向电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故选项C错误，选项D为正确答案。

2 静力问题的解题思路和方法

物理当中的静力问题大致可以分为共点力的平衡、变化问题以及固定转动轴的物体的平衡与变化以及力的合成与分解这三种问题。所以，在针对这类问题进行解题时，首先要明确问题的类别，然后才能根据这基本出发点对受力问题进行研究。在这里要特别注意的是应采用分离法。但是，如果当这一方法在运用过程中过于简单，那么在具体的解题过程中还要进行解题思路的转换，也就是借助整体法判断受力情况。此外，还可以首先对其他对象的受力情况进行分析，而后将隔离体的具体情况得出来，在这一实现过程中主要运用到的是反作用力和作用力原理。当所求问题得出答案后，便可画出相应的受力图，接下来，在进行力的正交分解时要借助矢量叠加的原理。最后，通过平衡方程式的方式将物体x、y方向的受力情况表示出来，最终求出相应的物理量。

例3 如圖3所示，一物块静止在粗糙的斜面上。现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动。则（ ）

A.斜面对物块的支持力一定变小

B.斜面对物块的支持力一定变大

C.斜面对物块的静摩擦力一定变小

D.斜面对物块的静摩擦力一定变大

试题分析：图4为物体的受力分析图。由于摩擦力方向未知，因此没有画出。

由受力分析图正交分解法可以看出，在垂直斜面的方向上多出了F的分量，所以斜面对物块的支持力一定变大，但是不能确定力F在斜面方向的分量与重力G在斜面上分量之间的大小关系。所以，斜面对物块的静摩擦力的大小也不确定，方向也不确定，故选项B正确。endprint

3 物体受力情况以及解题思路

通常情况下题目中所给的力较多，但是很多是干扰项，这就要求同学们最开始要明确研究对象，而后根据实际情况以及问题要求进行力的分析和判断。此时，若是要进行部分受力情况分析就需要用到隔离法，然后将作用力原理、反作用力原理以及整体法等作为备用的解题手段。此外，还需要借助受力图进行辅助分析，特别是在作图的过程中，要充分保证作用力的大小，具体可以利用或长或短的作用线来区分，并将力的三要素标注出来，如果对力的方向难以明确，那么就可以自行设置一个方向，作为假定条件来辅助解题，然后将数值正负号确定出来，主要是根据物体受力情况以及平衡方向来判定。

例4 如图5所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止，当力F逐渐减小后，下列说法正确的是（ ）

A.物体受到的摩擦力保持不变

B.物体受到的摩擦力逐渐增大

C.物体受到的合力减小

D.物体对斜面的压力逐渐减小

试题分析：对物体受力分析可知，物体受重力、摩擦力、拉力F及斜面对物体的支持力N的作用。将这些力正交分解，根据力的平衡可知：

F+N=Gcosθ，f=Gsinθ。

当拉力F减小时，N会增大，而G是不变的，θ也是不变的，故摩擦力f也是不变的，物体受到的合力为0，所以选项A正确，选项B、C、D错误。

物体的作用力表现出两种情况：一种情况是当该力不足三个或者是刚刚满足三个这个条件时，就可以选择利用图解的方式进行解题，这种方式是针对这类条件最便捷的解题方式；另外一种情况是当该力超过三个时，可以借助解析法进行解题。但是，不是所有的解题方法都是一成不变的，需要在解题过程中根据具体情况灵活运用，其中就包括正交分解法，只有将这些方法全部掌握以后，才能根据具体情况在最短的时间内以最快的速度算出答案。同学们只有在平时的学习过程中不断地总结，并加强对此类习题的训练，同时积极地从中总结出规律和经验，形成一整套系统的解题方法，才能在后期的学习中灵活运用，从而培养出解决电场问题以及静力问题的解题思路和解题方法。

参考文献：

[1]李新紀. 分析高中物理电场及静力问题解题的思路与方法[J]. 通讯世界， 2017（4）：248-249.

[2]段启帆. 高中物理电场及静力问题解题的基本思路与方法[J]. 教育科学：引文版， 2016（11）：37-37.endprint