2024届高考物理一轮复习讲义：【电场强度的计算】题型解法总结

【电场强度的计算】题型常用方法总结 1. 基本公式法：（选择/多选题中的某一项考察）注意适用条件！ 定义式法、点电荷电场强度公式法、匀强电场公式法.场强有三个公式：E＝F/q、E＝kQ/r²、E＝Ud，在一般情况下可由上述公式直接计算场强。 2. 矢量叠加法：（几何图形考察）关键在画好矢量分析图！ (1)确定分析计算场强的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和． 在求解带电圆环、带电平面、带电球面等一些特殊带电体产生的场强时，上述公式无法直接应用．这时，如果转换思维角度，灵活运用补偿法、对称法、微元法、极限法、等效法等巧妙方法，可以化难为易． 例.(多选)在匀强电场中，有一质量为m，带电荷量为q的带电小球静止在O点，然后从O点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，那么下列关于匀强电场的电场强度大小的说法正确的是(　CD　) A．唯一值是　　 B．最大值是 C．最小值是 D．可能是 例.如图所示，O是半径为R的正N边形(N为大于3的偶数)外接圆的圆心，在正N边形的一个顶点A放置一个带电荷量为＋2q的点电荷，其余顶点分别放置带电荷量均为－q的点电荷(未画出)。则圆心O处的场强大小为(　B　) A．　　B．C． D． 3.对称法： 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化． （1）场源分段对称 例如：均匀带电的3/4球壳在O点产生的场强，等效为弧的中点M在O点产生的场强方向。 例.（2022·山东卷·T3）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（C） A. 正电荷， B. 正电荷， C. 负电荷， D. 负电荷， （2）电场空间对称 例如等量同种、等量异种电场强度的对称性。 例.如图所示，M、N为两个等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的P点自由释放一点电荷q，不计重力，下列说法中正确的是(　　) A．点电荷一定会向O运动，加速度一定越来越大，速度也一定越来越大 B．点电荷可能会向O运动，加速度一定越来越小，速度一定越来越大 C．若点电荷能越过O点，则一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零 D．若点电荷能运动到O点，此时加速度达到最大值，速度为零 4.微元法： 将研究对象分割成若干微小的的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量。 将带电圆环、带电平面等带电体分成许多微元电荷，每个微元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个微元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强．例. 5. 等效法： （1)割补法等效 求解物理问题，要根据问题给出的条件建立起物理模型。但有时由题给条件建立模型不是一个完整的模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，组成一个完整的新模型。这样，求解原模型的问题就变为求解新模型与补充条件的差值问题。 例如将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍。 例. （2）类比法等效 在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。 例如：一个点电荷＋q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场。 例. （3） 平衡法等效：利用处于静电平衡中的导体求解电场强度。 6.极值法： 极限法是把某个物理量的变化推向极端，从而做出科学的推理分析，给出判断或导出一般结论。该方法一般适用于所涉及的物理量随条件单调变化的情况，可分为物理型和数学型两类。物理型主要依据物理概念、定理求解。数学型则是在根据物理规律列方程后，依靠数学中求极值的知识求解。 学科网（北京）股份有限公司 $$