电场、磁场易混易错问题辨析

　 　解析：由于图中只画出了一条电场线，无法判断a、b、c各处电场线的相对疏密程度，故不能对各处场强大小做出判断，也无法对相邻两点间的电势差大小作出判断;由于已知电场线方向，而沿电场线方向电势逐渐降低，可以断定a、b、c三点电势逐渐降低。本题选A。

　　【易错辨析】匀强电场中的电场线是直线，非匀强电场中(比如点电荷电场，等量正负点电荷电场中经过两电荷连线的电场线)也有直线电场线。若按匀强电场理解，将错选CD;若按正点电荷电场理解，将错B。

　　【点评】电场线的相对疏密程度代表场强的大小，沿电场线方向电势降低。

　　4.电场力不做功与电场力的功等于零：这是两回事，粒子运动过程中，电场力始终不做功(粒子沿某等势面运动)，电场力的功当然等于零。但粒子运动中，如果电场力先做正(负)功后做负(正)功，且两功的绝对值相等，则电场力的总功等于零，这一过程中，电场力曾做功，电势能也曾变化过。在电场中两点间运动，电场力的功与粒子运动路径无关。

　　5.电势能变化与动能变化：粒子电势能的变化与电场力的功相对应，依据电场力是否做功、功的正负运用电场力功与电势能变化关系，可判断粒子运动中的电势能变化情况。粒子的动能变化与合力的功相对应，依据合力是否做功、功的正负运用动能定理可判断粒子动能的变化情况。

　　6.电势、电势能与电势差、电势能变化量：电场中某点的电势高低、带电粒子在某点的电势能的大小均与电势参考位置(零位置)的选取有关系。电场中两点间的电势差、带电粒子在两点间运动时电势能的变化与电势参考位置无关。

　　例2.如图2所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而，它们的电势分别为φa、φb和φc，φa>φb>φc。一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN(粒子轨迹与各等势面的交点)所示，由图可知

　　A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功

　　B.粒子从L到M的过程中，电场力做负功

　　C.粒子从K到N的过程中，电场力始终不做功

　　D.粒子从L到M的过程中，动能减少

　　解析：粒子从K到L的过程中，电场力的功

　　，由于q>0、φa>φb>φc，WKL<0，粒子从K到L的过程中，电场力做负功，电势能增加;同理可知，粒子从L到M的过程中，电场力做正功，电势能减少。由于K、N在同一等势面上，电场力的功等于零，但这一过程中从K到L电场力做负功，从L到N电场力做正功，两功绝对值相等，总功等于零，并非始终没做功。由于不知粒子所受外力的合力做功正负或各力总功的正负，无法判断粒子动能的变化。本题选A。【易错辨析】若不能对粒子从K到N的运动全过程中，电场力做功情况进行分段分析，只是利用公式

　　计算，将错选C;若将电场力的功当成合力的功或各力的总功，将错选D。

　　【点评】电场力是否做功，决定着电势能是否变化，电场力功的正负决定着电势能减少还是增加。外力的总功或合力的功是否等于零，决定着动能是否变化，总功或合力功的正负，决定着动能是增加还是减少。某过程中电场力做功为零与始终不做功是两回事。

　　例3.如图3所示，L1、L2、L3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取L2的电势为零，有一负电荷在L1处动能为30J，运动到L3处动能为10J，则电荷的电势能为4J时，它的动能是(不计重力和空气阻力)

　　A.6J B.4 C.16J D.14J

　　解析：负电荷由L1处到L3处，动能减少了20J，由于不计重力，电荷运动中只具有动能与电势能，有能量守恒可知，这一过程中电势能增加了20J。由于相邻等势面电势差相等，负电荷由L1处到L2处电势能将增加10J，由于取L2的电势为零，则粒子经过该等势面时的电势能为零。负电荷从L1处到L2处电势能增加了10J后等于零，说明它在L1处时的电势能为-10J，加上具有的动能30J，它的总能量为20J。由能量守恒定律可知，当它的电势能为4J时的动能为20J-4J=16J。本题选C。

　　【易错辨析】电荷在电场中运动，由于电场力做功，电荷的机械能肯定不守恒，但任何过程中，系统的总能量总守恒。若不能正确计算出电荷的总能量，并运用能量守恒定律，只能随意拼凑题中的数据得出错误结论。比如：10J+4J=14J，错选D;10J-4J=6J，错选A;或认为电势能与动能相等，错选B。

　　【点评】任何过程中，系统的能量总是守恒的。对带电粒子在电场中的运动，若涉及能量转化或做功，可选用能量守恒定律、功能关系或动能定理分析求解。

　　7.电场力与洛伦兹力：电场力的大小只与粒子的电量及电场的场强大小有关，与粒子是否运动、速度大小及方向无关，电场力的方向总与场强方向在同一直线;洛伦兹力的大小与粒子的电量、磁场的磁感强度大小、运动速度(不等于零)大小及方向有关，洛伦兹力方向总是垂直于由速度方向与磁场方向决定的平面，当粒子沿磁场方向或磁场反方向运动、相对磁场静止时，不受洛伦兹力。带电粒子在磁场中的平衡问题中，粒子肯定是匀速直线运动。电场力做功可引起速度大小的变化，洛伦兹力始终不做功，不会引力粒子速度大小变化，只能引起速度方向变化。静电场中的平衡问题中，带电体可以处在静止状态，也可处于匀速直线运动状态;匀强磁场中的平衡问题中，带电体只能处于匀速直线运动状态。

　　例4.如图4所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，3个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，比较它们重力的关系，正确的是

　　A.Ga最大 B.Gb最小 C.Gc最大 D.Gb最大

　　解析：油滴a静止，不受洛伦兹力作用，所受电场力竖直向上，油滴带负电。对油滴a由共点力平衡条件有：

　　;油滴b所受洛伦兹力竖直向下，由共点力平衡条件有：

　　;油滴c所受洛伦兹力竖直向上，由共点力平衡条件有：

　　。本题选BC。

　　【错解辨析】不能正确辨析油滴带电正负，不能正确判定洛伦兹力方向，或错用右手，将错选。

　　【方法总结】洛伦兹力大小与粒子相对磁场运动的速度大小及方向有关，电场力的大小则与粒子相对电场的速度无关。电场力的方向一定在场强方向所在直线上，洛伦兹力方向一定与速度方向垂直。运用左手定则判定洛伦兹力方向时，对正电荷，四指指向粒子的速度方向，对负电荷则应指向速度的反方向。

　　8.非匀强磁场中的安培力：由于通电导体上各小段所处位置磁场的强弱、方向不同，其所受安培力大小、方向不同。若是闭合线框放在非运强磁场中，各边所受安培力的合力不等于零。

　　例5.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流的方向如图6所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是

　　A.线框有两条边所受的安培力方向相同

　　B.线框各边所中，不可能有两条边受的安培力大小相等

　　C.线框所受安培力的合力朝左

　　D.线框所受安培力的合力为零

　　解析：由安培定则及直线电流的磁场分布规律可知，导线MN中的电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，但力导线越远处磁感强度越小。由左手定则可知线框ab、cd边所受安培力方向分别向左、向右。由公式

　　可知，线框ab边所受的向左安培力大于cd边所受的向右安培力，这两个力的合力向左;用力可判知，线框bc、ad边所受安培力方向分别向上、向下，这两边上离导线MN距离相等的电流元处的磁感应强度相等，由此这两边所受安培力大小相等，这两个力的合力等于零。本题选C。

　　【易错辨析】若将磁场当成匀强磁场，将错选D;若不能正确理解直线电流的磁场分布规律，正确运用左手定则将错选AB。

　　【点评】直线电流周围的磁场不是匀强磁场，离电流越远处磁场越弱，磁感应线是以电流为中心的同心圆环。判断电流的磁场方向用右手，判断磁场力方向用左手，所谓“左力右电”。