方法02镜像法-高考物理电学十大方法精讲

方法02镜像法 在讨论一个点电荷受到面电荷(如导体表面的感应电荷)的作用时，根据“镜像法”可以设想一个“像电荷”,并使它的电场可以代替面电荷的电场，从而把问题大大简化． 【调研1】如图所示，有一块无限大的原来不带电的金属平板MN，现将一个带电量为+Q的点电荷放置于板右侧的A点，并使金属板接地．已知A点离金属板MN的距离为d，C点在A点和板MN之间，ACMN，且AC长恰为．金属平板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布可类比 （选填“等量同种电荷”、“等量异种电荷”）之间的电场分布；在C点处的电场强度EC= . M ＋ A d N d/2 C 解析：金属平板上感应出的电荷理解为在A点与板对称的另一点B点存在一个电荷-Q，所以金属板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布可类比等量异种电荷之间的电场分布． 根据场强的叠加，E =E1+E2= 【调研2】无限大接地金属板和板前一点电荷形成的电场区域，和两个等量异号的点电荷形成的电场等效．如图所示P为一无限大金属板，Q为板前距板为r的一带正电的点电荷，MN为过Q点和金属板垂直的直线，直线上A、B是和Q点的距离相等的两点．下面关于A. B两点的电场强度EA和EB、电势φA和φB判断正确的是( ) A. EA>EB φA>φB B. EA>EB φA<φB C. EA>EB φA=φB D. EA=EB φA>φB M A N Q B P 解析：大金属板接地屏蔽，就是说，金属板上感应电荷分布后对于右边电场的影响，相当于在+Q关于板对称的地方放上一个镜像电荷-Q．具体原因可以分析左边，左边电场为0．那么接地金属板电荷分布对于左边电场的影响相当于在+Q原处放上一个-Q．而明显金属板对左右电场影响是对称的．这就是镜像法的原理．可以推得A的电场为正负点电荷在此处方向相同，从而相加；而在B处，方向相反，从而相减．则EA> EB，由于A的电场强度大于B处，则正电荷从O点移到A处的电场力做功大于移到B处，则UOA> UOB，则A<B．故B正确，A、C、D错误； 【调研3】如图所示为一块很大的接地导体板，在与导体板相距为d的A处放有带电量为-q的点电荷． -q A d P' P (1)试求板上感应电荷在导体内P点产生的电场强度. (2)试求感应电荷在导体外P'点产生的电场强度(P与P'