高考物理一轮总复习精品课件 第8章 静电场 研专项 素养提升 (2).ppt

解析将圆环分割成微元,根据对称性和矢量性叠加,选项D图中O点的电场强度为零,选项C图中等效为第二象限内电荷在O点产生的电场,大小与选项A中的相等,选项B中正、负电荷在O点产生的电场强度大小相等,方向互相垂直,合电场强度是其中一个的倍,也是选项A、C电场强度的倍,因此选项B正确。典例2.一个无限大接地导体板MN前面放有一点电荷+Q,它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下,由点电荷+Q与其关于MN对称的点电荷-Q共同激发产生的。点电荷-Q的位置就是把导体板当作平面镜时,电荷+Q在此镜中的像点位置。如图所示,已知+Q所在位置P点到金属板MN的距离lOP为L,a为OP的中点,abcd是边长为L的正方形,其中ad边与OP所在的直线重合,则()B.a点的电场强度大小大于b点的电场强度大小C.b点的电场强度和c点的电场强度相同D.一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零答案B等量异种点电荷周围的电场线分布如图所示由图可知EaEb,B正确;图中b、c两点的电场强度方向不同,C错误;由于a点的电势大于d点的电势,所以一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中静电力做正功,电荷的电势能减小,D错误。答案C典例3.如图所示,正电荷q均匀分布在半球面ACB上,球面半径为R,CD为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点,距球心O的距离均为,在M右侧轴线上O点固定一带正电的点电荷Q,O、M点间的距离为R,已知P点的电场强度为零,若均匀带电的封闭球壳内部电场强度处处为零,则M点的电场强度大小为()解析根据P点的电场强度为零,得带电半球面在P点的电场强度和点电荷Q在P点的电场强度等大反向,即带向右。现补全右半球面,如图所示,根据均匀带电的封闭球壳内部电场强度处处为零,球面在M点产生的电场强度为零,即左半球面在M点电场强度和右半球面在M点电场强度等大反向,又由对称性知左半球面在P点的电场强度和右半球面在M点的电场强典例4.如图所示,16个电荷量均为+q(q0)的小球(可视为点电荷),均匀分布在半径为R的圆周上。若将圆周上P点的一个小球的电荷量换成-2q,则圆心O点处的电场强度大小为,方向。?解析圆心O点处的电场强度可以看成在P点放-3q的点电荷在O点产生的电场,根据点电荷电场强度公式和电场强度叠加原理,O点处的电场强度大小为E=,方向向右。本课结束研专项素养提升第八章内容索引模型概述考向分析案例探究模型概述重要科学思维方法指导:求解电场强度的四种特殊思维方法方法1:等效法在保证效果相同的前提下,将复杂的电场情境变换为简单的或熟悉的电场情境。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,如图甲、乙所示。方法2: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。如图丙所示,均匀带电的球壳在O点产生的电场强度,等效为弧BC产生的电场强度,弧BC产生的电场强度,又等效为弧的中点M在O点产生的电场强度。丙方法3:填补法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。方法4:微元法将带电体分成许多元电荷,每个元电荷看成点电荷,先根据库仑定律求出每个元电荷的电场强度,再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度。考向分析电场强度是电场知识中极其重要的概念,也是高考中的考点分布重点区域之一,对电场强度的求解,除了熟练运用公式和矢量叠加的思路外,还要掌握常用的方法,如等效法、微元法、对称法、填补法等。案例探究答案B