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20xx粵教版高中物理選修(3-1)12《探究靜電力》-文庫(kù)吧

2024-10-29 02:05 本頁(yè)面


【正文】 觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時(shí),完全可以把它們視為點(diǎn)電荷. 4 . 注意區(qū)分點(diǎn)電荷與元電 荷 ( 1) 元電荷是電荷量,點(diǎn)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(wèn)題時(shí),電子、質(zhì)子均可看做點(diǎn)電荷.點(diǎn)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(duì)庫(kù)侖定律的理解 1 .適用范圍:適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用. ( 1) 在空氣中庫(kù)侖定律也近似成立. ( 2) 對(duì)于不能看成點(diǎn)電荷的帶電體不能直接應(yīng)用庫(kù)侖定律求解,但我們可以用一組點(diǎn)電荷來(lái)替代實(shí)際的帶電體,從而完成問(wèn)題的求解. ( 3) 兩個(gè)均勻帶電球體間的庫(kù)侖力也可利用庫(kù)侖定律計(jì)算,此時(shí), r 應(yīng)指兩球體的球 心距. 2 .當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí),每一對(duì)帶電體間的庫(kù)侖力仍遵守庫(kù)侖定律.某一帶電體同時(shí)受多個(gè)庫(kù)侖力作用時(shí),可利用力的平行四邊形定則求出其合力. 3 .庫(kù)侖定律中的常量 k ,只有在采用國(guó)際單位制單位時(shí),它的值才是 109 N m2/C2. 4 .庫(kù)侖定律表明,庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力十分相似,都與距離的平方成反比.對(duì)于某些問(wèn)題可利用這一相似性,借助于類(lèi)比的方法求解. 5 .庫(kù)侖力具有力的共性,它與學(xué)過(guò)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(shí)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(kù)侖定律的應(yīng)用 1 . 庫(kù)侖力的求法 ( 1) 求庫(kù)侖力的大小和方向 ① 確定研究對(duì)象 q1或 q2. ② 畫(huà)出 q1與 q2連線(xiàn)的示意圖標(biāo)明距離 r . ③ 根據(jù)庫(kù)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(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷,其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力,等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷的作用力的矢量和.這個(gè)結(jié)論叫做靜電力疊加原理. ( 3) 利用 “ 對(duì)稱(chēng)性 ” 求解庫(kù)侖力 F = kq 1 q 2r2 中的 r 是指 兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離,對(duì)于不能視為點(diǎn)電荷的問(wèn)題,可根據(jù)帶電體的對(duì)稱(chēng)性,由微元法、割補(bǔ)法等,運(yùn)用等效的思想去處理,化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷,這樣可使難點(diǎn)得以突破,公式得以運(yùn)用,從而使問(wèn)題迎刃而解. 例如:如圖 1 - 2 - 1 甲所示,一個(gè)半徑為 R 的圓環(huán)均勻帶電,ab 為一段極小的缺口,缺口長(zhǎng)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(diǎn)電荷,試求負(fù)點(diǎn)電荷受到的庫(kù)侖力. 圖 1 - 2 - 1 如圖 1 - 2 - 1 乙所示,在環(huán)上任取對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn) ( 或兩小段 ) P 、Q , P 對(duì) O 點(diǎn)處的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力 FP,同樣 Q 對(duì) O 點(diǎn)處的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力 FQ,這兩個(gè)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(duì)稱(chēng)的點(diǎn),都具有相同的結(jié)論.而圓環(huán)正是由無(wú)數(shù)這樣的點(diǎn)組成的,不難發(fā)現(xiàn),在這樣的圓環(huán)中心處的點(diǎn)電荷受力為零. 圖 1 - 2 - 2 再回到題圖,只有與 ab 缺口相對(duì)稱(chēng)的一小段沒(méi)有與之相對(duì)稱(chēng)的對(duì)象存在.因此處于 O 點(diǎn)處的點(diǎn)電荷受到的力就是與 ab 缺口相對(duì)稱(chēng)的一小段 a ′ b ′ ( 如圖 1 - 2 - 2 所示 ) 對(duì)它產(chǎn)生的吸引力,由于a ′ b ′ 很短 ( L ? R ) ,可將
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