求电场强度的六种特殊方法吴 强(山东省泰山外国语学校 山东 泰安 271000)电场强度是电场中最基本、最重要的概念之一,也是高考的热点。求解电场强度的基本方法有:定义法 E=F/q,真空中点电荷场强公式法 E=KQ/r2,匀强电场公式法 E=U/d,矢量叠加法 E=E1+E2+E3……等。但对于某些电场强度计算,必须采用特殊的思想方法。一、镜像法镜像法实际上就是根据某些物理现象、物理规律、物理过程或几何图形的对称性进行解题的一种方法,利用此法分析解决问题可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的实质,有出奇制胜之效。例1.(2005年上海卷4题)如图1,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和方向如何?(静电力恒量为k) 解析:均匀带电薄板在 a,b 两对称点处产生的场强大小相等,方向相反,具有对称性。而带电薄板和点电荷+q 在 a 点处的合场强为零,则 Ea=,方向垂直于薄板向右,故薄板在 b 处产生的场强大小为 Eb=Ea=,方向垂直于薄板向左。点评:利用镜像法解题的关键是根据题设给定情景,发现其对称性,找到事物之间的联系,恰当地建立物理模型。二、微元法微元法就是将研究对象分割成若干微小的的单元,或从研究对象上选取某一“微元”加以分析,从而可以化曲为直,使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量。例 2.如图 2 所示,均匀带电圆环所带电荷量为 Q,半径为 R,圆心为 O,P 为垂直于圆环平面的称轴上的一点,OP=L,试求 P 点的场强。解析:设想将圆环看成由n个小段组成,当n相当大时,每一小段都可以看作点电荷,其所带电荷量Q′=Q/n,由点电荷场强公式可求得每一小段带电体在P处产生的场强为由对称性知,各小段带电环在P处的场强E,垂直于轴的分量Ey相互抵消,而其轴向分量Ex之和即为带电环在P处的场强EP 点评:严格的说,微分法是利用微积分的思想处理物理问题的一种思想方法,对考生来说有一定的难度,但是在高考题中也时而出现,所以,在复习过程中要进行该方法的思维训练,以适应高考的要求。三、等效替代法“等效替代”方法,是指在效果相同的前提下,从 A 事实出发,用另外的 B 事实来代替,必要时再由 B 而C……直至实现所给问题的条件,从而建立与之相对应联系,得以用有关规律解之。如以模型代实物,以合力(合运动)替代...