2016年高考物理一轮复习备考易错点电场中的功和能

电场中的功和能问题易错点
主标题：电电场中的功和能问题易错点
副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。

关键词：电场、功和能
难度：3
重要程度：5
内容：熟记易混易错点。

易错类型：不能正确处理重力场和电场的综合问题
带电物体在电场中运动时，是否需要考虑物体的重力要根据题目的具体情况而定。

对于一些像电子、离子、质子等微观粒子，一般不需要考虑其重力，除非题目有特别的要求；对于一些像油滴、尘埃等物体，一般需要考虑其重力。

若带电物体的重力不能忽略，解题时就可以采用与重力场类比的方法，以处理一些像“最大速度”、“最小速度”、“平衡位置”这样的问题。

例绝缘细绳的一端固定在天花板上，另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球，当空间加上水平方向的匀强电场后，绳稳定处于与竖直方向成θ=600角的位置，如图所示。

（1）求匀强电场的场强E；
（2）若细绳长为L，让小球从θ=300的A点释放，求小球在平衡位置处的速度。

【易错】（1）忽视了小球带负电这一已知条件，错误地判断出场强E的方向为水平向右；（2）不清楚小球在电场力和重力作用下的平衡位置已经不是O点，而继续以O点为平衡位置进行解题，以致出现了下列错误解法：小球从θ=300的A点释放后，运动到最低点0，只有重力和电场力做功，根据动能定理可得
解上式可得
【解析】（1）根据题意可知，绳稳定处于与竖直方向成θ=600角的位置，小球在绳的拉力、重力和电场力的作用下处于平衡状态，如图所示。

根据平衡条件可得
①
解上式可得
②
场强E的方向为水平向左。

（2）小球在重力场和电流场组成的复合场中运动时，平衡位置已经不是O点了，而是在θ=600处。

因此，小球从θ=300的A点释放，它不会向O点运动，而是向θ=600的平衡位置运动。

设小球在平衡位置的速度为，根据动能定理可得
③
联立①②③式解得
【点评】处理这类问题时不要受定势思维的影响，想当然地认为O点就平衡位置，以致
得出错误答案。