高中物理 诠释电场强度求解的基本方法学法指导.doc

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1、诠释电场强度求解的基本方法电场强度是描述电场力的性质的物理量，高中阶段的学习对整个电场部分起了辅垫作用，而在高考中也是考试的热点。求解电场强度是解决这类问题的基础，以下就电场强度求解的基本思想作简单总结。一、利用平衡状态求解电场强度例1.如图1所示，一个质量为30g带电量的半径极小的小球用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线与水平面平行。当小球静止时，测得悬线与竖直夹角为30°，由此可知匀强电场方向为_________，电场强度大小为_________N/C。（g取10m/s2）图1解析：分析小球受力，重力mg竖直向下，丝线拉力T沿丝线方向向上，因为小球处于平衡状态，还应

2、受水平向左的电场力F。小球带负电，所受电场力方向与场强方向相反，所以场强方向水平向右。小球在三个力作用之下处于平衡状态。三个力的合力必为零。所以F＝mgtan30°，又F＝EqEq＝mgtan30°则代入数据得：二、利用求解点电荷的电场强度例2.如图2所示，带电量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为_________，方向_________。（静电力恒量为k）图2解析：图中a点处的电场强度为零，说明带电薄板在a点产生的场强Ea1与点电荷＋q在a

3、点产生的场强Ea2大小相等而方向相反（如图3所示），即，由于水平向左，则水平向右。根据对称性，带电薄板在b点产生的强度与其在a点产生的场强大小相等而方向相反。所以，其方向水平向左。图3三、利用求解匀强电场的电场强度例3.如图4中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm。把一个电量的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是：图4A.865V/m，垂直AC向左；B.865V/m，垂直AC向右；C.1000V/m，垂直AB斜向上；D.1000V/m，垂直AB斜向下。2解析：把电荷从A移

4、到B，电场力不做功，说明A、B两点必位于同一个等势面上。题中指明匀强电场，等势面应为平面。且场强方向应垂直等势面，可见，A、B不正确，可先排除。根据电荷从B移到C的电场力做功情况，得B、C两点电势差。即B点电势比C点低173V，因此，场强方向必垂直于AB斜向下，其大小为由图可知由以上三式整理得：代入数据得E＝1000V/m。则正确答案为D。四、利用带电粒子受力平衡求解电场强度例4.质量为m，电量为＋q的小球在O点以初速度v0与水平方向成θ角射出，如图5所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场

5、后，经多少时间速度变为零？图5解析：小球在未知电场时受重力mg作用，电场力的作用只要能平衡垂直于速度方向重力的分力，就能使带电粒子沿v0方向做匀减速直线运动，此时电场力为最小值，如图6所示。图6因为，所以小球的加速度为那么五、利用处于静电平衡中的导体求解电场强度例5.如图7所示，金属球壳A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，则金属球壳感应电荷产生的电场在球心处的场强等于（）图7A.B.C.0D.解析：金属球壳A放在电荷周围，将发生静电感应现象，当导体处于静电平衡时，其内部场强处处为零，所以，对金属球壳内任意一点感应电荷在此处产生的场强与点电荷Q在此处

6、的场强大小相等，方向相反。而点电荷Q在球心的场强为，则感应电荷在球心处的场强为。则正确答案为D。2