三種典型模型電場強(qiáng)度的求解方法

【摘要】本文對(duì)三種典型模型電場強(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)生的電場的電場強(qiáng)度與電勢分布規(guī)律，此外，鏡像法在解點(diǎn)電荷模型問題時(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)合場強(qiáng)為0，根據(jù)場強(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)電場的對(duì)稱性，帶電圓盤在點(diǎn)C處產(chǎn)生的場強(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)生的場強(qiáng)E3=kQ（4R）2=kQ16R2，所以點(diǎn)C處的合場強(qiáng)為EC=E′2+E3=5kQ16R2.所以選項(xiàng)（D）正確.

4 結(jié)語

總的來說，解決三種模型需要掌握點(diǎn)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(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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