高考物理年年必考的十大熱點(diǎn)問(wèn)題破解之道7靜電場(chǎng)問(wèn)題破解之道六種方法包萬(wàn)象

解析 從半徑為 R的圓環(huán)上取一微元電荷q,微元電荷到P點(diǎn)連線的距離為l Jr2d2,設(shè)微元電荷和 p點(diǎn)連線與x軸正方向夾角為,則該微元電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)Eo k-q k——解析 從半徑為 R的圓環(huán)上取一微元電荷q,微元電荷到P點(diǎn)連線的距離為l Jr2d2,設(shè)微元電荷和 p點(diǎn)連線與x軸正方向夾角為,則該微元電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)Eo k-q k——JLR2d21kq、,方向與xR2 d2軸正方向夾角為所示。 Q可以分成無(wú)數(shù)個(gè)這樣的微元電荷q,每個(gè)微元電荷q在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小都為q在垂直于x軸方向上的合場(chǎng)強(qiáng)為0,所以Q在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)Ei為各個(gè)微元電荷生的場(chǎng)強(qiáng)Eo在x軸方向的量之和EiE0cosR2d2、rd2d2kd2 23,RdkQd, 2 23.RdEokq0且方向與x軸正方向夾角為 ，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可得各個(gè)微元電荷R2d2軸正方向；同理可得一同理可得一Q在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2?kQd,方向沿x軸負(fù)方向;■ 2 .23.rd得E1E2EE2E1kQd1EE2E1kQd12 ,23rd12 23,R2d2,方向沿x軸負(fù)方向，所以B選項(xiàng)正確。答案點(diǎn)評(píng)解決本題的關(guān)鍵就是通過(guò)微元法在半徑為R點(diǎn)評(píng)解決本題的關(guān)鍵就是通過(guò)微元法在半徑為R和r的均勻帶電圓環(huán)取一微元電荷akQqakQqA.——,萬(wàn)向向上R2q,將求解非點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了求解點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度問(wèn)題，從而使問(wèn)題得解。針對(duì)訓(xùn)練4如圖9所示，一個(gè)均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為 Q半徑為R,放在絕緣水平桌面上。圓心為O點(diǎn)，過(guò)O點(diǎn)作一豎直線，在此線上取一點(diǎn)A,使A到O點(diǎn)的距離為R,在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷+q,則十q在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為■ ,2kQqB. 二,萬(wàn)向向上4R

D.不能確定c.kQq,D.不能確定4R2五、整體隔離法X圖10例5（2015年高考浙江卷）如圖10所示，用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M麗點(diǎn),A上帶有Q=3.010-6C的正電荷。兩線夾角為120°,兩線上的拉力大小分別為巳和F2oA的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B,B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg（重力加速度取g10m/s2；靜電力常量k9.0109Nm2/C2,ABX圖10A.支架對(duì)地面的壓力大小為2.0NB.兩線上的『拉力大小F1=F2=1.9NC.將B水平右移，使MAB在同一直線上，此時(shí)兩線上的拉力大小為F1=1.225N,F2=1.0ND.將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小 F1=F2=0866N解析取B和支架整體為研究對(duì)象，受力分析得地面的支持力FN=GB—k駕竺2N0.9N1.1N，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；隔離A受力分析，A受豎直向r下的重力，豎直向下的庫(kù)侖力和兩線上的拉力，如果將重力和庫(kù)侖力等效為一個(gè)力 F,則F=F=GA,qaQbk—2—=1Nr0.9N=1.9N,等效后，等效力F,兩線拉力這三力夾角正好為120°,所以三力大小相等，所以?xún)删€上的廠拉力F1=F2=F=1-9N,所以B選項(xiàng)正確；將B，一.一 ,,一一、、, 03一水平右移，使MABfe同一直線上，由幾何關(guān)系得兩小球的距離變?yōu)?r10.6m,sin300此時(shí)將拉力R和庫(kù)侖力等效為一個(gè)力，等效力、拉力 F2和重力Ga這三力夾角正好也為1200,所以三力大小相等，有F「kUA2B=GA=F2,解得F1=1.225N,F2=1.0.N,r所以C選項(xiàng)正確；將B移到無(wú)窮遠(yuǎn)處則庫(kù)侖力為0,則兩線上拉力大小F[=F2=Ga=1.0N,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC點(diǎn)評(píng)解決本題的關(guān)鍵就是先用整體法選 B和支架為研究對(duì)象得到了地面的支持力， 再

利用隔離法選取A球?yàn)檠芯繉?duì)象，然后受力分析，再根據(jù)平衡條件從而使問(wèn)題得解。針對(duì)訓(xùn)練5（2015年高考華中師大附中模擬） 用等長(zhǎng)的兩根輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量相等的帶電小球a、b懸掛起來(lái)，a帶正電，b帶負(fù)電，兩電荷電荷量關(guān)系為qa3qb,平衡時(shí)如圖11中左圖所示，如果加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，設(shè)加勻強(qiáng)電場(chǎng)前后ab之間的繩始終處于拉伸狀態(tài)。則達(dá)到平衡狀態(tài)的圖可能是圖中的C圖圖11中左圖所示，如果加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，設(shè)加勻強(qiáng)電場(chǎng)前后ab之間的繩始終處于拉伸狀態(tài)。則達(dá)到平衡狀態(tài)的圖可能是圖中的C圖11六、極端思維法例6（2010年高考福建卷）物理學(xué)中有些問(wèn)題的結(jié)論不一定必須通過(guò)計(jì)算才能驗(yàn)證,有時(shí)只需要通過(guò)一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確。如圖 12所示為兩個(gè)彼此平行且共軸的半徑分別為R1和~2的圓環(huán)，兩圓環(huán)上的電荷量均為 q（q>0）,而且電荷均勻分布。兩圓環(huán)的圓心。1和。2相距為2a,聯(lián)線的中點(diǎn)為O軸線上的A點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)與O點(diǎn)相距為r（r<a）。試分析判斷下列關(guān)于A點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小E的表達(dá)式（式中k為靜電力常量）正確的是（ ）A.EkqRB.EC.ER21 arkqR13_2 22R21 ar2kqaA.EkqRB.EC.ER21 arkqR13_2 22R21 ar2kqaR21 aR22arkqR2R22圖12kqaR2 a2D.Ekqar kqarD.E3 32 22 2 22R1arRar解析我們可以取極端情況，當(dāng)R1和R2都為0時(shí)，可將兩帶電圓環(huán)看成點(diǎn)電荷，根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和電場(chǎng)疊加原理可得 A嵐的場(chǎng)強(qiáng)Ekqkq2 2ararE=0,CE=0,C選項(xiàng)為Ri=0和R2=0分別代入ABC明個(gè)選項(xiàng)，A麗選項(xiàng)為kqkqararkq2arkq2ar,所以本題的正確選項(xiàng)為 Do答案D點(diǎn)評(píng)解決本題的關(guān)鍵就是選取R=0和R2=0的極端情況，使不能用常規(guī)公式求解的非點(diǎn)荷電場(chǎng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了可以利用常規(guī)公式求解的點(diǎn)電荷電場(chǎng)問(wèn)題，從而使問(wèn)題得解。針對(duì)訓(xùn)練6圖示13為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R和R的圓環(huán)狀均勻帶電平面， 其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為 x軸。設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的的距離為x,P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 點(diǎn)的的距離為x,P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E。下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的。你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E,量），其中只有一個(gè)是合理的。你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E,但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷,E的合理表達(dá)式應(yīng)為A.R1,x2 R12R分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷,E的合理表達(dá)式應(yīng)為A.R1,x2 R12R2

,x2 R22B.1,x2 R22C.R1x2 r2x r\1R2/ R2x R2圖13D.1D.12 R221,2 2x R1通過(guò)以上分析表明，“年年考電場(chǎng)，年年有新意，看似千變?nèi)f化，方法千篇一律”這是歷年高考靜電場(chǎng)選擇題的