20xx粵教版高中物理選修3-1第1章第2節(jié)探究靜電力-展示頁
2024-11-30 02:05本頁面
【正文】 ? 【 特別提醒 】 點電荷與力學中的質(zhì)點類似，是在研究復雜物理問題時引入的一種理想模型．不少物理問題都與較多的因素有關(guān)，要研究其與所有因素的關(guān)系是很困難的，抓住主要因素構(gòu)建物理模型，才可以簡化研究過程． ? 【 例 1】 一個半徑為 10 cm的帶電圓盤，要研究和它距離為 10 m處的某個電子的作用力，可以應(yīng)用庫侖定律計算嗎？如果這個電子離圓盤只有 1 mm呢？ ? 解析： 帶電圓盤半徑 10 cm距離電子 10 m，可以認為雙方都是點電荷，完全可以應(yīng)用庫侖定律計算其相互作用力． (一般我們說一個物理量比另一個物理量大很多，則至少應(yīng)該為其 100倍 )若兩者相距 1 mm，那么帶電圓盤相對于電子又相當于一個無限大的帶電平面，不能應(yīng)用庫侖定律． ? 答案： 見解析 ? ?題后反思 ? 點電荷是實際帶電體的抽象和近似，它是建立具有普遍意義的基本規(guī)律的不可缺少的理想模型，又是把復雜多變的實際問題轉(zhuǎn)化或分解為基本問題時必不可少的分析手段． ? 一半徑為 R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為＋ Q的電荷，另一電荷量為＋ q的點電荷放在球心 O上，由于對稱性，點電荷所受的力為零．現(xiàn)在球殼上挖去半徑為 r(r?R)的一個小圓孔 A，此時置于球心的點電荷所受電場力的大小為多少？ (已知靜電力常量為 k)，方向如何？ 【答案】 解析 ： 由于球殼上均勻帶電，原來每條直徑兩端相等的一小塊面積上的電荷 ( 對稱 ) 對球心＋ q 的力互相平衡．在球殼上 A 處挖去半徑為 r 的小圓孔后，其他直徑兩端電荷對球心＋ q 的力仍互相平衡，剩下的就是與 A 相對的，半徑也等于r 的一小塊圓面 B 上的電荷對 q 的作用力 F ，如圖所示． B 處這一小塊圓面上的電荷量為 q B ＝π r24π R2 Q ＝r24 R2 Q . 由于半徑 r ? R ，可以把 B 看成點電荷．根據(jù)庫侖定律，它對中心＋ q 的作用力大小為 F ＝ kq B qR2 ＝ kr24 R2 Q m2/C2統(tǒng)一． ? 5．如果一個點電荷同時受到另外的兩個或更多的點電荷的作用力，可由靜電力疊加的原理求出合力． ? 6．兩個點電荷間的庫侖力為相互作用力，同樣滿足牛頓第三定律． ? 7．庫侖定律與萬有引力定律相比有何異同？ 萬有引力定律 庫侖定律 只有引力 既有引力又有斥力 不同點 天體間表現(xiàn)明顯 微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯 都是場力 萬有引力場 電場 公式 F ＝ Gm 1 m 2r2 F ＝ kq 1 q 2r2 條件 兩質(zhì)點之間 兩點電荷之間
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