例析用等效法解答静电场问题

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  静电场和重力场一样,都是保守内力场,都具有力和能的性质,并且两种力做功都与路径无关,只与始末的相对位置有关。因此,在解决静电场问题时,采用等效法处理,可使问题简单化。
  
  一、复合场中的摆
  
  大多数复合场都是重力场与匀强电场的叠加场,在这样物理情境的场中,遇到摆的问题时,采用等效法处理。即首先确定出等效重力场的平衡位置(切向合力为零的位置),其次求出等效重力和等效重力加速度。
  例1:如图所示,用长为L的细线悬挂一质量为m,带电量为+q的小球,将其悬挂在水平向右的匀强电场中的O点,小球静止时,与竖直方向的夹角θ,现将小球拉至水平向右的位置,由静止释放,问小球下摆的过程中速度为零的位置在何处,此处的加速度有多大?
  


  


  


  方向:由C点沿BA直线指向A。
  等效法是物理学中重要的解题方法,以后遇到新问题一定要善于发散思维,从多角度分析,用新问题类比熟悉的过程模型和状态模型,用等效法解答,可使问题简化,且温故而知新。
  (作者单位:718500陕西省靖边县靖边中学)
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