【文章內(nèi)容簡介】 ，解決這類問題的基本方法是：通過受力情況分析（做出力的圖示）和運動情況分析，建立物理情境和物理模型（本題中確定帶電體做類似豎直上拋運動），然后，根據(jù)所述物理模型利用已知量和所求量的關(guān)系建立方程或方程組，最后解得結(jié)果。三、解析典型問題問題1：會解電荷守恒定律與庫侖定律的綜合題。求解這類問題關(guān)鍵進抓住“等大的帶電金屬球接觸后先中和，后平分”，然后利用庫侖定律求解。注意絕緣球帶電是不能中和的。例有三個完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量Q，C不帶電，將A、B固定，相距r，然后讓C球反復(fù)與A、B球多次接觸，最后移去C球，試問A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?分析與解:題中所說C與A、B反復(fù)接觸之間隱含一個解題條件：即A、B原先所帶電量的總和最后在三個相同的小球間均分，則A、B兩球后來帶的電量均為=2Q。A、B球原先是引力，大小為：F=A、B球后來是斥力，大小為：即F′，A、B間的相互作用力減為原來的4/、兩個相同的帶電金屬小球相距r時，相互作用力大小為F，將兩球接觸后分開，放回原處，相互作用力大小仍等于F，則兩球原來所帶電量和電性（）；；C．可能是不量的異種電荷；。分析與解：若帶同種電荷，設(shè)帶電量分別為Q1和Q2，則，將兩球接觸后分開，放回原處后相互作用力變?yōu)椋?，顯然只有Q1=Q2時，才有F=F/，所以A選項正確，B選項錯誤；若帶異種電荷，設(shè)帶電量分別為Q1和Q2，則，將兩球接觸后分開，放回原處后相互作用力變?yōu)椋海@然只有在時，才有F=F/，所以C選項正確，D選項錯誤。問題2：會分析求解電場強度。電場強度是靜電學(xué)中極其重要的概念，也是高考中考點分布的重點區(qū)域之一。求電場強度的方法一般有：定義式法、點電荷場強公式法、勻強電場公式法、矢量疊加法等。例如圖所示，用長為的金屬絲彎成半徑為r的圓弧，但在A、B之間留有寬度為d的間隙，且，將電量為Q的正電荷均勻分布于金屬絲上，求圓心處的電場強度。分析與解：中學(xué)物理只講到有關(guān)點電荷場強的計算公式和勻強電場場強的計算方法，本問題是求一個不規(guī)則帶電體所產(chǎn)生的場強，沒有現(xiàn)成公式直接可用，需變換思維角度。假設(shè)將這個圓環(huán)缺口補上，并且已補缺部分的電荷密度與原有缺口的環(huán)體上的電荷密度一樣，這樣就形成一個電荷均勻分布的完整帶電環(huán)，環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分所帶電荷可視為兩個相對應(yīng)的點電荷，它們在圓心O處產(chǎn)生的電場疊加后合場強為零。根據(jù)對稱性可知，帶電圓環(huán)在圓心O處的總場強E=0。至于補上的帶電小段，由題給條件可視做點電荷，它在圓心O處的場強E1是可求的。若題中待求場強為E2，則。設(shè)原缺口環(huán)所帶電荷的線密度為，則補上的那一小段金屬線的帶電量在O處的場強為，由可得，負(fù)號表示與反向，背向圓心向左。例如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面的對稱軸上的一點，OP=L，試求P點的場強。分析與解：設(shè)想將圓環(huán)等分為n個小段，當(dāng)n相當(dāng)大時，每一小段都可以看做點電荷。其所帶電荷量為，由點電荷場強公式可求得每一點電荷在P處的場強為：由對稱性可知，各小段帶電環(huán)在P處的場強E的垂直于軸向的分量相互抵消，而E的軸向分量之和即為帶電環(huán)在P處的場強。例如圖所示，是勻強電場中的三點，并構(gòu)成一等邊三角形，每邊長為，將一帶電量的電荷從a點移到b點，電場力做功；若將同一點電荷從a點移到c點，電場力做功W2=6106J,試求勻強電場的電場強度E。分析與解：因為，所以將cb分成三等份，每一等份的電勢差為3V，如圖3所示，連接ad，并從c點依次作ad的平行線，得到各等勢線，作等勢線的垂線ce，場強方向由c指向e，所以，因為，問題3：會根據(jù)給出的一條電場線，分析推斷電勢和場強的變化情況。例如圖所示，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a到c，a、b間距離等于b、c間距離。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度，可以判定：abcAUaUbUcBUa—Ub＝Ub—UcCEaEbEcDEa=Eb=Ec分析與解：從題中只有一根電場線，無法知道電場線的疏密，故電場強度大小無法判斷。根據(jù)沿著電場線的方向是電勢降低最快的方向，可以判斷A選項正確。有不少同學(xué)根據(jù)“a、b間距離等于b、c間距離”推斷出“Ua—Ub＝Ub—Uc”而錯選B。其實只要場強度大小無法判斷，電場力做功的大小也就無法判斷，因此電勢差的大小也就無法判斷。例如圖所示，在a點由靜止釋放一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子，粒子到達b點時速度恰好為零，設(shè)ab所在的電場線豎直向下，a、b間的高度差為h，則（）abA．帶電粒子帶負(fù)電；B．a(chǎn)、b兩點間的電勢差Uab=mgh/q。C．b點場強大于a點場強；D．：帶電粒子由a到b的過程中，重力做正功，而動能沒有增大，說明電場力做負(fù)功。根據(jù)動能定理有：mghqUab=0解得a、b兩點間電勢差為Uab=mgh/，Uab0,所以粒子帶負(fù)電，選項AB皆正確。帶電粒子由a到b運動過程中，在重力和電場力共同作用下，先加速運動后減速運動；因為重力為恒力，所以電場力為變力，且電場力越來越來越大；由此可見b點場強大于a點場強。選項C正確，D錯誤。ab問題4：會根據(jù)給定一簇電場線和帶電粒子的運動軌跡，分析推斷帶電粒子的性質(zhì)。例圖中實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是（）A．帶電粒子所帶電荷的符號；B．帶電粒子在a、b兩點的受力方向；C．帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大；D．帶電粒子在a、b兩點的電勢能何處較大。分析與解：由于不清楚電場線的方向，所以在只知道粒子在a、b間受力情況是不可能判斷其帶電情況的。而根據(jù)帶電粒子做曲線運動的條件可判定，在a、b兩點所受到的電場力的方向都應(yīng)在電場線上并大致向左。若粒子在電場中從a向b點運動，故在不間斷的電場力作用下，動能不斷減小，電勢能不斷增大。故選項B、C、D正確。問題5：會根據(jù)給定電勢的分布情況，求作電場線。ACBD例如圖所示，A、B、C為勻強電場中的3個點，已知這3點的電勢分別為φA=10V,φB=2V,φC=（可用三角板畫）。分析與解：用直線連接A、C兩點，并將線段AC分作兩等分，中點為D點，因為是勻強電場，故D點電勢為2V，與B點電勢相等。畫出過B、D兩點的直線,就是過B點的電勢線。因為電場線與等勢線垂直，所以過B作BD的垂線就是一條電場線。問題6：會求解帶電體在電場中的平衡問題。ABC+4例如圖所示，在真空中同一條直線上的A、B兩點固定有電荷量分別為+4Q和Q的點電荷。①將另一個點電荷放在該直線上的哪個位置，可以使它在電場力作用下保持靜止？②若要求這三個點電荷都只在電場力作用下保持靜止，那么引入的這個點電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷？電荷量是多大？分析與解：①先判定第三個點電荷所在的區(qū)間：只能在B點的右側(cè)；再由，F(xiàn)、k、q相同時∴rA∶rB=2∶1，即C在AB延長線上，且AB=BC。②C處的點電荷肯定在電場力作用下平衡了；只要A、B兩個點電荷中的一個處于平衡，另一個必然也平衡。由，F(xiàn)、k、QA相同，Q∝r2，∴QC∶QB=4∶1，而且必須是正電荷。所以C點處引入的點電荷QC=+ABmBgFNLd例1如圖所示，已知帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB，OA=OB，都用長L的絲線懸掛在O點。靜止時A、B相距為d。為使平衡時AB間距離減為d/2，可采用以下哪些方法（）、B的質(zhì)量都增加到原來的2倍；；、B的電荷量都減小到原來的一半；、B的電荷量都減小到原來的一半，同時將小球B的質(zhì)量增加到原來的2倍。分析與解：由B的共點力平衡圖知，而，可知，故選項BD正確。例1如圖甲所示，兩根長為L的絲線下端懸掛一質(zhì)量為m，帶電量分別為+q和q的小球A和B，處于場強為E，方向水平向左的勻強電場之中，使長度也為L的連線AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，求E的大小滿足什么條件才能實現(xiàn)上述平衡狀態(tài)．F1F2分析與解：對A作受力分析．設(shè)懸點與A之間的絲線的拉力為F1，AB之間連線的拉力為F2，受力圖如圖乙所示．根據(jù)平衡條件得F1sin60176。=mg，qE=k+F1cos60176。+F2，由以上二式得：E=k+cot60176。+，∵F2≥0，∴　當(dāng)E≥k+cot60176。時能實現(xiàn)上述平衡狀態(tài)．問題7：會計算電場力的功。++qq例1一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負(fù)電，電量也為Q，它們產(chǎn)生的電場在很遠(yuǎn)處的電勢為零。兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長為L，且LA．B．0C．D．分析與解：從功的公式角度出發(fā)考慮沿不同方向移動桿與球，無法得出電場力所做功的數(shù)值。但從電場力對兩個小球做功引起兩小球電勢能的變化這一角度出發(fā)，可以間接求得電場力對兩個小球做的總功。只要抓住運動的起點、終點兩個位置兩小球的電勢能之和就能求出電場力的功。初始兩小球在很遠(yuǎn)處時各自具有的電勢能為零，所以E0=0；終點位置兩球處于圖11所示的靜止?fàn)顟B(tài)時，設(shè)帶正電小球的位置為a，該點的電勢為Ua，則帶正電小球電勢能為qUa。設(shè)帶負(fù)電小球的位置為b，該點的電勢為Ub，：Et=所以電場力對兩小球所做的功為：，