高考核动力高考物理一轮复习 专题讲座（六）六法求解电场强度课件.ppt

专题讲座 六 六法求解电场强度 电场强度是描述电场的力性质的重要物理量 在学习中我们既要弄清它的概念 又要掌握它的计算方法 求电场强度的方法除了常见的定义式法 还有点电荷场强公式法以及矢量叠加法 以后还有其他的公式 下面就其中几种典型的求解方法作一下介绍 解析 1 根据定义式e 代入数据得e 6 104n c 2 场强e不会改变 e是由电场本身决定的 与检验电荷电荷量的正负 多少无关 答案 见解析 总结提升 运用定义式法求解电场强度适用于任何电场 e与f q无关 只取决于电场的本身 其大小和方向与检验电荷q无关 检验电荷q仅起到 测量工具 的作用 如图甲所示 分别在a b两点放置点电荷q1 2 10 14c和q2 2 10 14c 在a b的垂直平分线上有一点c 且ab ac bc 6 10 2m 试求c点的场强 答案 见解析 三 等效叠加法ab是长为l的均匀带电绝缘杆 p1 p2是位于ab所在直线上的两点 位置如图所示 ab上电荷产生的静电场在p1处的场强大小为e1 在p2处的场强大小为e2 则 a 两处的电场方向相反 e1 e2b 两处的电场方向相反 e1 e2 解析 如图所示 由于ap1和p1c段电荷在p1处产生的静电场抵消 静电场在p1处的场强大小e1等于cb段电荷产生的静电场 在p2处的场强大小e2是整个ab上电荷产生的 所以两处的电场方向相反 e1 e2 选项a错误 b正确 如图所示 ab上电荷产生的静电场在p2处的场强大小e2等于cb段电荷和ac段电荷产生的电场的合成 有e2 eac eab 由于对称性 cb段电荷在p2处产生的电场大小等于cb段电荷在p1处产生的电场 即ecb e1 若将绝缘细杆的右边l 2截掉并移走 则ac上电荷在p2处产生的场强大小为eac e2 ecb e2 e1 选项c正确 d错误 答案 bc 总结提升 由于均匀带电绝缘细杆产生的场强无法求出 故容易造成求解困难 当选用等效叠加法和对称法时就能顺利求解 四 模型替代法如图1所示 一带 q电荷的点电荷a 与一接地的长金属板mn组成一系统 点电荷与板mn的垂直距离为d 试求a与板mn连线中点c处的电场强度 解析 由如图所示的两个等量异种电荷产生静电场的特点联想开来 将题设中的情形建立模型来替代 a b两点电荷连线的中垂线mn 恰是一电势为零的等势面 很容易就求出c点的电场强度 答案 见解析 总结提升 本题初看让人一筹莫展 我们采用模型替代的方法就可以巧妙解决求解电场强度的问题 本题要求较高 需要联想类比等量异种电荷电场与所求电场的相似之处 才能发现可以替代的模型 五 极值法如图1所示 两电荷量均为 q的点电荷相距2l mn是两电荷连线的中垂线 求mn上场强的最大值 解析 用极限分析法可知 两电荷间的中点o处的场强为零 在中垂线mn处的无穷远处电场场强为零 也可以根据电场线的疏密情况来判断mn上必有一点场强有极值 采用数学函数表达式 再求极值 如图2所示可知 mn上的水平分量相互抵消 所以有 答案 见解析 总结提升 本题属于运用数学函数方法来求极值 对熟练运用数学方法分析求解物理问题的能力要求较高 六 补偿法电荷q均匀分布在半径为r的半球面acb上 cd为通过半球面顶点c与球心o的轴线 如图1所示 p q为cd轴线上距离o点等距离的两点 已知p点的电场强度为e0 试求q点的电场强度e 解析 如图2所示 先将半球面补完整 成一个均匀带电 电荷量为2q的球面 由于均匀带电球壳的内部场强处处为零 则此时p q两点的场强为零 q点的场强是左边半球面产生的场强 即所求的场强e 和右边半球面产生的场强e 叠加的结果 根据对称性特点可知 右边半球面在q点产生的场强e 大小为e0 方向向左 则左边半球面在q点产生的场强e大小为e0 方向向右 答案 见解析 总结提升 本题运用补偿法 即补偿了一个右边半球面 将带电体 从局部 左边半球面 合为整体 一个完整球面 运用电场叠加方法求解 然后再 由整体分为局部 求出左边半球面在q处的场强 迁移训练 1 在点电荷q产生的电场中有a b两点 相距为d 已知a点的场强大小为e 方向与ab连线成30 角 b点的场强方向与ab连线成120 角 如图所示 则点电荷q的电性和b点的场强大小为 a 正电 e 3b 负电 e 3c 正电 3ed 负电 3e 答案 d 2 如图所示 mn为足够大的不带电薄金属板 在金属板的右侧 距离为d的位置上放入一个电荷量为 q的点电荷o 由于静电感应产生了如图所示的电场分布 p是金属板上的一点 p点与点电荷o之间的距离为r 则p点的电场强度的 答案 c 解析 当r变大