20xx粵教版高中物理選修3-112探究靜電力(更新版)
【正文】 庫侖定律知，開始時A 、 B 兩球之間的作用力為 F ＝ k7 Q Qr2 . 當 A 、 C 兩球接觸時，據(jù)電荷均分原理可知，兩球均帶電荷量為72Q . 當 B 、 C 兩球接觸時，兩球均帶電荷量為12 ??????72Q － Q ＝54Q . 故現(xiàn)在 A 、 B 兩球間的作用力 F ′ ＝ k72Q 54Qr2 ＝58F . 所以F ′F＝58. 答案 58 借題發(fā)揮 若兩個金屬小球的電荷量 分別為 Q 1 、 Q 2 ，第三個完全相同的不帶電的金屬球與它們無限次接觸后，三個金屬球平分總電荷量，即 Q 1 ′ ＝ Q 2 ′ ＝ Q 3 ′ ＝Q 1 ＋ Q 23. 【 變式 1】 上題中若把 A、 B兩球固定，然后讓 C反復(fù)與 A、 B兩球接觸，最后移去 C球， A、 B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮? 解析 C 與 A 、 B 反復(fù)接觸，最后 A 、 B 、 C 三球電荷量均相等，即 qA′ ＝ qB′ ＝ qC′ ＝7 Q ＋ ? － Q ?3＝ 2 Q . A 、 B 間的作用力 F ′ ＝ k 2 Q 7 Q m 2 /C 2 9 .0 10 9 N 一、點電荷的理解及應(yīng)用 1 ． 點電荷是理想化的物理模型 點電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化的模型，類似于力學中的質(zhì)點，實際中并不存在． 2 ． 帶電體看成點電荷的條件 如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響很小，就可以忽略帶電體的形狀、大小等次要因素，只保留對問題有關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點電荷．這樣處理會使問題大為簡化，對結(jié)果又沒有太大的影響， 是物理學上經(jīng)常用到的方法． 3 ． 點電荷只具有相對意義 點電荷是一個相對的概念，一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定． 例如：一個半徑 10 c m 的帶電圓盤，如果考慮它和 10 m 處某個電子的作用力，就完全可以把它看做點電荷；而如果這個電子離圓盤只有 1 m m ，那么這一帶電圓盤又相當于一個無限大的帶電平面． 另外，帶電體的線度比相關(guān)的距離小多少時才能看做點電荷，還與問題所要求的精度有關(guān)．從宏觀意義上討論電子、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 N1
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