電場的性質是高中物理的核心內容之一,也是高考的必考內容,幾乎每年都會有一道選擇題,考查理解與推理應用,難度適中.試題一般藉助典型模型,問題角度多為電場分布、受力和運動、功能關係分析等。
在保證效果相同的前提下,將複雜的電場情境變換為簡單的或熟悉的電場情境。
例:如圖甲、乙所示,一個點電荷+q與一個無限大薄金屬板形成的電場,可等效為兩個異種點電荷形成的電場。
甲
乙
利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點,使複雜電場的疊加問題大為簡化;
例:如圖丙所示,均勻帶電的3/4球殼在O點產生的場強,等效為弧BC產生的場強,弧BC產生的場強方向,又等效為弧的中點M在O點產生的場強方向。
丙
將有缺口的帶電圓環補全為圓環,或將半球面補全為完整的球面,從而化難為易。
將帶電體分成許多可看成點電荷的微小帶電體,先根據庫侖定律求出每個微小帶電體的場強,再結合對稱性和場強疊加原理求出合場強。
如圖所示,正電荷q均勻分布在半球面ACB上,球面半徑為R,CD為通過半球面頂點C和球心O的軸線.P、M為軸線上的兩點,距球心O的距離均為R/2,在M右側軸線上O′點固定一帶正電的點電荷Q,O′、M點間的距離為R,已知P點的場強為零,若均勻帶電的封閉球殼內部電場強度處處為零,則M點的場強為
本題可利用補償法,將半球面補充成完整的球面,根據題中的信息以及點電荷電場強度的求解公式,結合疊加原理求解合場強。
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