适用于新高考新教材广西专版2025届高考物理一轮总复习第8章静电场研专项素养提升课件.pptxVIP

;一、重要学科思维方法指导:求解电场强度的四种特殊思维方法

【方法概述】

一、对称法

对称分析法就是利用物理现象、物理过程具有对称性的特点来分析解决物理问题的方法。利用对称法求解电场强度就是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。

求解电场强度对称的两种形式

1.结构的对称性,如均匀带电的圆环,在其圆心处产生的电场强度为零;

2.场的对称性,如等量同种、异种电荷形成的场具有对称性。;二、微元法

如果题目中给出的变化的事物或题中反映的变化的过程用常规方法无法解决时,常用微元法转化为极为简单的不变的事物或不变的过程来处理。在电场中遇到求解均匀带电圆环、带电平面、带电直杆等在某点的电场强度问题时通常用到微元法。

将研究对象分解为很多“微元”或将其运动过程分解成许多微小的“元过程”(对应的物理量微元可以为时间微元、速度微元、位移微元、电荷量微元等),分析每个“元过程”遵循的物理规律,然后将每个“元过程”相关的物理量累加求和,从而使问题得到解决。本章中通常是将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。;三、补偿法

中学物理中很多计算公式都是通过对一些理想的、完整的模型研究而推导出来的。但是在一些物理题目中往往会遇到一些实际的、残缺的模型,比如要求有缺口的带电圆环、带电半球面的电场强度等,这些模型不便于直接运用公式进行分析计算,补偿法就是先将这些有缺口的带电圆环、球面补全为完整的圆环、球面,然后再应用对称的特点进行分析,有时还要用到微元思想。;这类问题,从表面上看无从下手,或者由题设条件很难直接求解。但是,在与原题条件不相违背的前提下,如果适当地补偿一定的物理模型、物理装置,或者一定的物理过程、物理量等,补缺求整,补漏求全,往往可以使问题由“死”变“活”,由“繁”变“简”,从而促成问题的解决。这种思维方法称之为补偿思维。通过补偿使实际物体向物体模型转化、通过补偿使实际运动向运动???型转化、通过补偿使复杂问题简单化、通过补偿使陌生问题熟悉化。;四、极限思维法

极限思维法是指在某些物理状态变化的过程中,把某个物理量或物理过程推向极端,从而作出科学的推理分析,挖掘出隐含条件,给出正确判断或导出一般结论。该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化、连续变化的情况。

当某些问题无法求解时,可将题中某些物理量的值推向极端,然后对选项进行分析推理,进而得出答案。解题时要注意:①有哪些量可以推向极端;②极端推向0还是无穷大。;【考向分析】

电场强度是电场知识中极其重要的概念,也是高考中考点分布的重点区域之一,求电场强度的常用方法除了公式法、矢量叠加法之外,还常常用到微元法、对称法、补偿法、极限法等。;【案例探究】

案例1.如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的电场强度为零。若移走+Q,则O点电场强度大小为(k为静电力常量,不考虑绝缘棒及+Q之间的相互影响)();答案B;案例2.如图所示,均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面中心轴上的一点,OP=L,试求P点的电场强度。;案例3.(多选)已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点,球壳与x轴相交于A、B两点,球壳半径为r,电荷量为Q。现在球壳A处开一半径远小于球半径的小孔,减少的电荷量为q,不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A、B两点的距离均为r,则此时()

A.O点的电场强度大小为零;思维点拨球壳A处小孔半径远小于球半径,故可以将小孔处挖去的电荷看成是点电荷,先把这部分电荷补偿回来使球壳变完整,而均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场,再根据电场强度的叠加可求各点电场强度。;案例4.如图甲所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积所带电荷量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的

叠加原理求出:,方向沿x轴。现考虑单位面积所带电

荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆板,如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)

的电场强度为();答案A;【创新训练】

1.(2022辽宁高三月考)图甲为均匀带电圆环,O1为其圆心,图乙为均匀带电圆环,O2为其圆心,两圆环半径相同,单位长度所带电荷量、电性相同,O1处的电场强度大小