06-02-03_偏中空帶電球球電場強度
本期高中物理競賽試題，我們共同來研究一下電場矢量疊加效應，由於電場力滿足適量疊加的原理，這就意味著電場強度也滿足適量疊加原理，這就為我們在求解不規則物體的場強提供了一種可行思路，通過將一個複雜的形狀分解為幾個規則形狀的疊加，就能夠有效的計算出不規則物體的電場強度，這樣的思路不僅僅用於同種電荷的疊加原理，同時也可以類比求解物體中心的思路，通過引入負質量的方法來求解，在求解不規則物體的電場強度時，也可以引入相反電荷的物體進行適量的疊加，這樣不僅僅能夠做到割，同時在形狀的組合上也能夠做到補，能夠大大降低求解電場強度的難度。
這樣的思路在很多競賽題目中應用的還是比較廣泛的，同學們需要重點掌握這些內容，希望同學們能夠將老師下面給出的解題過程深入挖掘分析，做到舉一反三，才能在將來的考場上做到遊刃有餘，達到熟練應用的目的。
試題預覽
如圖1所示，半徑為 R 的大球 O 被內切地挖去半徑為 R / 2 的小球 O』 ，餘下部分均勻地帶有電荷量 Q ，今在兩球心連線 OO』 的延長線上，距大球心 O 的距離為 r ( r > R ) 處放置一個點電荷 q ，試求 q 所受庫侖力。
方法詳解
方法分析
從上面老師給出解題步驟可以看出，本期題目的解題步驟並沒有非常複雜，反而非常簡單，就是一個點電荷的電場公式的應用過程，而本期題目的考察重點其實並不是點電荷場強公式的應用，而是如何將一個形狀不規則、不完整的球體做成形狀規則的球體的疊加，從而能夠求解計算出不規則球體的電場強度，這個方法應該是本期題目的重點。
同學們都應該知道，正負電荷能夠中和，這就是這個題目非常重要的思想，首先，可以將這個形狀不規則的球體中心的空腔部分認為成正負電荷中和而產生，這樣就能夠將這個形狀不規則的球體分解成兩個形狀規則球體的疊加，只不過兩個球體所帶的電荷量和電性並不相同，但是具有相同的電荷密度，通過電荷密度就能夠計算出兩個球體所帶的電荷量，由於電荷均勻分布的球體的電場強度可以類似與點電荷，因此這裡應用了點電荷的場強公式，直接得到了這個形狀不規則球體的電場強度，雖然老師直接處理了，但是這裡還是需要具體說明一下，為什麼能夠將電場強度直接疊加，其關鍵因素其實並不在電場強度上，而是在電場力上，由於分解後的兩個球體在考察點處的電場力是可以適量疊加的，通過檢驗電荷來檢查後，得到的電場強度應該與電場力具有相同的物理規律，因此也就具有相同的適量疊加性，這才是這個題目的本質內容。