高中物理-電場強度的求解
2021-12-08由 小牛物理 發表于 農業
電場平衡條件是什麼
電場強度E是描述電場力的性質的物理量,其大小和方向反映了電場的強弱和方向,電場強度的求解方法雖有多種,但可分為基本法和特殊法。具體為:
1。基本法
(1)利用定義式E=F/q求解。
(2)利用點電荷電場強度的決定式E=kQ/r²求解,中學階段絕大多數情況下只討論點電荷在真空中的電場分佈情況,故通常直接用點電荷電場強度的決定式E=kQ/r²求解。
2。特殊法
①對稱法
對稱法實際上就是根據某些物理現象、物理規律、物理過程或幾何圖形的對稱性進行解題的一種方法。在對稱法電場中,當電荷的分佈具有對稱性時,應用對稱性解
題可將計算問題大大簡化。
②微元法
當一個帶電體的體積較大,已不能視為點電荷時,求微元法這個帶電體產生的電場在某處的電場強度時,可把帶電體用微元法的思想分成很多小塊,每塊都可以看成
點電荷,用點電荷電場疊加的方法計算。
③等效法
在保證效果的前提下,將複雜的電場情境變換為簡單的或熟悉的電場情境。
④補償法
有時由題給條件建立的模型不是一個完整的模型,這時需要給原來的問題補充一些條件,組成一個完整的補償法新模型。這樣,求解原模型的問題就變為求解新模型
與補充條件的差值問題。如採用補償法將有缺口的帶電圓環補全為圓環,或將半球面補全為球面,從而將問題化難為易。
⑤極限法
極限法是把某個物理量推向極端,即極大或極小、極極限法左或極右,並依此作出科學的推理分析,從而給出判斷或匯出一般結論。
⑥平衡法
在涉及平衡問題且不能直接用E=kQ/r²求電場強度的情況下,可以透過受力分析,根據平衡條件求得。
例題:如圖所示,
帶電荷量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距為2d,點電荷到帶電薄板的垂線透過板的幾何中心。若圖中a點處的電場強度為零,根據對稱性,帯電薄板在圖中b點處產生的電場強度大小為_______,方向_________。(靜電力常量為k)
例:如圖所示,N(N>5)個相同小球均勻分佈在半徑為R的圓周上,圓周上P點的一個小球所帶電荷量為-2q,其餘小球帶電量為+q,圓心處的電場強度大小為E。若僅撤去P點的帶電小球,圓心處的電場強度大小為()