这题巨坑,因为多选题删了,单选压轴就是它。题干核心是:一个均匀带正电的球壳,球心为O。过O点和球面上一点A,作一个垂直于OA的截面,把球壳分成左右两半。问如果把左半球壳拿走(电荷分布不变),剩下右半球壳时,A、B(球面上另一点)、O等点的场强、电势怎么变。
详细解法核心思路与口诀:
1. 第一步:找“钥匙”——等势面。
完整球壳内部场强处处为零。
关键洞察:过O点且垂直于OA的那个截面,对于完整球壳,其上任意一点的场强是左、右两半球贡献的合场强,结果为零。根据对称性,左半球对截面上某点的场强,和右半球对该点的场强,必须关于截面对称(即方向相反)。
结论:拿走左半球后,右半球单独在该截面产生的场强方向不变,即垂直于截面向左。所以截面上的电场线都垂直它,这截面就是个等势面。A点就在这个截面上,所以A点电势没变,选A。
2. 第二步:用对称性盘电场线。
O、B的连线垂直于那个等势截面,所以O、B在同一条电场线上。
右半球壳带正电,电场线从正电荷出发。所以沿着OB线,从O到B(更靠近正电荷球面),电势一直升高。所以不能说O到B电势先升后降,那个是错的。
3. 第三步:比场强大小。
还是利用完整球壳内场强为零。对于完整球壳,在O点,左半球和右半球产生的场强大小相等、方向相反(一个向左,一个向右)。
在B点,根据对称性,左半球对B的场强,和右半球对B的场强,并不是关于OB对称的,但右半球对O点的场强和右半球对B点的场强,大小相等、方向相同(都沿OB水平向左)。
拿走左半球后,O点和B点只剩下右半球的贡献,因此O、B两点场强相同。不能说一个比另一个大。
最终答案:A选项正确(A点电势不变),B(O、B场强不同)、C(O到B电势一直升高)、D(场强逐渐增大)都错。
拿分口诀:“完整球内场强零,对称分析找等势。电场线垂等势面,同线电势看远近。比较场强用对称,贡献拆分最清晰。” 考场上看出来那个截面是等势面,基本就能锁定A了,后面复杂的对称分析时间不够可以蒙。