【摘要】本文對三種典型模型電場強度的求解方法進行深入分析,為學(xué)生理解和有效掌握點電荷模型提供重要的參考.
【關(guān)鍵詞】電場強度;高中物理;解題技巧
在許多情況下,如果帶電粒子的尺寸遠小于它們之間的距離,就可以將其視為點電荷.除了這種典型的點電荷模型,還有一些其他物體在滿足一定條件下也可以視為點電荷,例如均勻帶電圓環(huán)和均勻帶電圓盤.
1 點電荷模型
在實際問題中,是否可以將一個帶電物體視為點電荷,需要根據(jù)具體情況進行判斷.解題中,需要熟練掌握等量點電荷產(chǎn)生的電場的電場強度與電勢分布規(guī)律,此外,鏡像法在解點電荷模型問題時也有較廣泛的應(yīng)用.
解析 帶電球A可視為處于點A處帶同等電荷的點電荷,由此可得其在點B處產(chǎn)生的場強大小為E1=kQ(2R)2=kQ4R2.所以選項(A)錯誤.
由于B點合場強為0,根據(jù)場強疊加有EB=E1+E2=0,解得E2=-kQ4R2,負號代表方向由點O指向點B.所以選項(B)正確,選項(C)錯誤.
根據(jù)電場的對稱性,帶電圓盤在點C處產(chǎn)生的場強E′2=kQ4R2,方向由點O指向點C.帶電球在點C處產(chǎn)生的場強E3=kQ(4R)2=kQ16R2,所以點C處的合場強為EC=E′2+E3=5kQ16R2.所以選項(D)正確.
4 結(jié)語
總的來說,解決三種模型需要掌握點電荷的基本概念、電場的基本性質(zhì)、電場力的基本性質(zhì)、電勢能的性質(zhì)等,并能靈活應(yīng)用矢量的分解與合成、受力分析等知識,且可以熟練使用對稱法、微元法、補償法等方法,具備以上能力,在面對電場強度的三種模型題時就能做到胸有成竹、游刃有余.
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