20xx粵教版高中物理選修3-112探究靜電力-免費(fèi)閱讀
【正文】 2 Qr2 ＝4 kQ2r2 . 原來(lái) A 、 B 間的作用力 F ＝ k 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)稱的一小段沒(méi)有與之相對(duì)稱的對(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 ) ，可將其視為點(diǎn)電荷，其帶電荷量為 Q ′ ＝QL2π R － L qR2 ＝ kqQ r24 R4 ，其方向由球心沿半徑指向小圓孔 A 的中心． 答案 k qQ r24 R 4 方向由球心沿半徑指向圓孔 A 的中心 庫(kù)侖力作用下的非平衡問(wèn)題 3 ．如圖 1 － 2 － 6 所示，質(zhì)量均為 m 的三個(gè)帶電小球 A 、 B 、 C放置在光滑絕緣的水平直槽上， A 與 B 間和 B 與 C 間距離均為 L ， A球帶電量為 QA＝ 8 q ， B 球帶電量為 QB＝ q ，若小球 C 上加一水平向右的恒力 F ，恰好使 A 、 B 、 C 三小球保持相對(duì)靜止，求： ( 1) 外力 F 的大??； ( 2) C 球所帶電荷量 QC. 圖 1 － 2 － 6 解析 因?yàn)?A 、 B 、 C 三球保持相對(duì)靜止，故有相同的狀態(tài)，對(duì)
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