20xx粵教版高中物理選修（3-1）12《探究靜電力》-文庫吧
2025-10-15 02:05 本頁面
【正文】 觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時，完全可以把它們視為點電荷． 4 ． 注意區(qū)分點電荷與元電 荷 ( 1) 元電荷是電荷量，點電荷是帶電體的抽象．兩者的內(nèi)涵不同． ( 2) 電子、質(zhì)子的帶電量等于元電荷，研究宏觀問題時，電子、質(zhì)子均可看做點電荷．點電荷的帶電量可能較大也可能較小，但一定是元電荷的整數(shù)倍． 二、對庫侖定律的理解 1 ．適用范圍：適用于真空中兩個點電荷間的相互作用． ( 1) 在空氣中庫侖定律也近似成立． ( 2) 對于不能看成點電荷的帶電體不能直接應(yīng)用庫侖定律求解，但我們可以用一組點電荷來替代實際的帶電體，從而完成問題的求解． ( 3) 兩個均勻帶電球體間的庫侖力也可利用庫侖定律計算，此時， r 應(yīng)指兩球體的球 心距． 2 ．當(dāng)多個帶電體同時存在時，每一對帶電體間的庫侖力仍遵守庫侖定律．某一帶電體同時受多個庫侖力作用時，可利用力的平行四邊形定則求出其合力． 3 ．庫侖定律中的常量 k ，只有在采用國際單位制單位時，它的值才是 109 N m2/C2. 4 ．庫侖定律表明，庫侖力與萬有引力十分相似，都與距離的平方成反比．對于某些問題可利用這一相似性，借助于類比的方法求解． 5 ．庫侖力具有力的共性，它與學(xué)過的重力、彈力、摩擦力一樣．具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成、分解時遵循平行四邊形定則，能與其他的力合成，能使物體發(fā)生形 變，能使物體產(chǎn)生加速度． 三、庫侖定律的應(yīng)用 1 ． 庫侖力的求法 ( 1) 求庫侖力的大小和方向 ① 確定研究對象 q1或 q2. ② 畫出 q1與 q2連線的示意圖標(biāo)明距離 r . ③ 根據(jù)庫侖定律 F ＝ kq1q2r2 列方程． ④ 根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸確定方向． (2)靜電力疊加原理 對于兩個以上的點電荷，其中每一個點電荷所受的總的靜電力，等于其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的矢量和．這個結(jié)論叫做靜電力疊加原理． ( 3) 利用 “ 對稱性 ” 求解庫侖力 F ＝ kq 1 q 2r2 中的 r 是指 兩個點電荷之間的距離，對于不能視為點電荷的問題，可根據(jù)帶電體的對稱性，由微元法、割補法等，運用等效的思想去處理，化非點電荷為點電荷，這樣可使難點得以突破，公式得以運用，從而使問題迎刃而解． 例如：如圖 1 － 2 － 1 甲所示，一個半徑為 R 的圓環(huán)均勻帶電，ab 為一段極小的缺口，缺口長為 L ( L ? R ) ，圓環(huán)帶的電荷量為QL( 正電荷 ) ，在圓心處放置一帶電荷量為 q 的負(fù)點電荷，試求負(fù)點電荷受到的庫侖力． 圖 1 － 2 － 1 如圖 1 － 2 － 1 乙所示，在環(huán)上任取對稱的兩點 ( 或兩小段 ) P 、Q ， P 對 O 點處的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力 FP，同樣 Q 對 O 點處的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力 FQ，這兩個力大小相同，方向相反，合力為零．同理還可取 P ′ 、 Q ′ 等等相互對稱的點，都具有相同的結(jié)論．而圓環(huán)正是由無數(shù)這樣的點組成的，不難發(fā)現(xiàn)，在這樣的圓環(huán)中心處的點電荷受力為零． 圖 1 － 2 － 2 再回到題圖，只有與 ab 缺口相對稱的一小段沒有與之相對稱的對象存在．因此處于 O 點處的點電荷受到的力就是與 ab 缺口相對稱的一小段 a ′ b ′ ( 如圖 1 － 2 － 2 所示 ) 對它產(chǎn)生的吸引力，由于a ′ b ′ 很短 ( L ? R ) ，可將
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