【摘要】本文對(duì)三種典型模型電場(chǎng)強(qiáng)度的求解方法進(jìn)行深入分析,為學(xué)生理解和有效掌握點(diǎn)電荷模型提供重要的參考.
【關(guān)鍵詞】電場(chǎng)強(qiáng)度;高中物理;解題技巧
在許多情況下,如果帶電粒子的尺寸遠(yuǎn)小于它們之間的距離,就可以將其視為點(diǎn)電荷.除了這種典型的點(diǎn)電荷模型,還有一些其他物體在滿足一定條件下也可以視為點(diǎn)電荷,例如均勻帶電圓環(huán)和均勻帶電圓盤.
1 點(diǎn)電荷模型
在實(shí)際問(wèn)題中,是否可以將一個(gè)帶電物體視為點(diǎn)電荷,需要根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷.解題中,需要熟練掌握等量點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)分布規(guī)律,此外,鏡像法在解點(diǎn)電荷模型問(wèn)題時(shí)也有較廣泛的應(yīng)用.
解析 帶電球A可視為處于點(diǎn)A處帶同等電荷的點(diǎn)電荷,由此可得其在點(diǎn)B處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E1=kQ(2R)2=kQ4R2.所以選項(xiàng)(A)錯(cuò)誤.
由于B點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為0,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加有EB=E1+E2=0,解得E2=-kQ4R2,負(fù)號(hào)代表方向由點(diǎn)O指向點(diǎn)B.所以選項(xiàng)(B)正確,選項(xiàng)(C)錯(cuò)誤.
根據(jù)電場(chǎng)的對(duì)稱性,帶電圓盤在點(diǎn)C處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E′2=kQ4R2,方向由點(diǎn)O指向點(diǎn)C.帶電球在點(diǎn)C處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E3=kQ(4R)2=kQ16R2,所以點(diǎn)C處的合場(chǎng)強(qiáng)為EC=E′2+E3=5kQ16R2.所以選項(xiàng)(D)正確.
4 結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),解決三種模型需要掌握點(diǎn)電荷的基本概念、電場(chǎng)的基本性質(zhì)、電場(chǎng)力的基本性質(zhì)、電勢(shì)能的性質(zhì)等,并能靈活應(yīng)用矢量的分解與合成、受力分析等知識(shí),且可以熟練使用對(duì)稱法、微元法、補(bǔ)償法等方法,具備以上能力,在面對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的三種模型題時(shí)就能做到胸有成竹、游刃有余.
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