一道电学选择题的多种解法比较.docx

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AB做曲线运动；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AB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）：x轴：Δvx=2v0-0=aΔt①y轴：Δvy=0-v0=-gΔt②联立①②得：a=2g故F电=2mg；从AB竖直高度：h=v20/2g③运动时间：t=v0/g④水平间距：d=0+2v02t=v20/g⑤UAB=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AB根据∑W=ΔEkWG+W电=EkB-EkA-mgh+UAB・q=12m（2v0）2-12mv20=32mv20UAB・q=mgh+32mv20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AB的运动性质认识不清对运动的细节把握不牢。方法三：能量守恒从AB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+mghqφB=EkA-EkB-mgh=-2mv20φB=-2mv20/q又UAB=φA-φB=2mv20/q故选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AB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）2qUAB=2mv20UAB=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。