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庫(kù)侖定律

更新時(shí)間:2016/9/2 12:52:00  手機(jī)版
  庫(kù)侖定律:

  “割補(bǔ)”法處理非點(diǎn)電荷間的靜電力問(wèn)題:

  在應(yīng)用庫(kù)侖定律解題時(shí),由于其適用條件是點(diǎn)電荷,所以造成了一些非點(diǎn)電荷問(wèn)題的求解困難,對(duì)于環(huán)形或球形缺口問(wèn)題,“割補(bǔ)法”非常有效。所謂“割”是指將帶電體微元化,再利用對(duì)稱性將帶電體各部分所受電場(chǎng)力進(jìn)行矢量合成。所謂“補(bǔ)”是將缺口部分先補(bǔ)上,使帶電體能作為點(diǎn)電荷來(lái)處理。

  靜電力作用的平衡與運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題的解法:

  帶電體在靜電力參與下的運(yùn)動(dòng),從運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)看可以有直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng);從運(yùn)動(dòng)性質(zhì)來(lái)看可以是勻變速運(yùn)動(dòng),也可以是變加速運(yùn)動(dòng);從參與運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象來(lái)看可以是單一的物體,也可以是多物體組成的系統(tǒng)等。物體或者系統(tǒng)在靜電力作用下處于平衡狀態(tài)或某種形式的運(yùn)動(dòng)時(shí),解決思路與力學(xué)中同類問(wèn)題的解決思路相同,仍需選定研究對(duì)象后進(jìn)行受力分析,再利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。但需注意庫(kù)侖力的特點(diǎn),特別是在動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題、運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中,帶電體間距離發(fā)生變化時(shí),庫(kù)侖力也要發(fā)生變化,要分析力與運(yùn)動(dòng)的相互影響。整體法與隔離法是解決連接體問(wèn)題的有效方法,在通過(guò)靜電力聯(lián)系在一起的系統(tǒng),也要注意考慮整體法與隔離法的選擇。

  知識(shí)拓展:

  三個(gè)點(diǎn)電荷在相互間作用力作用下處于平衡時(shí)的規(guī)律

  規(guī)律一:三個(gè)點(diǎn)電荷的位置關(guān)系是“同性在兩邊,異性在中間”:如果三個(gè)點(diǎn)電荷只在庫(kù)侖力的作用下能夠處于平衡狀態(tài),則這三個(gè)點(diǎn)電荷一定處于同一直線上,且有兩個(gè)是同性電荷,一個(gè)是異性電荷,兩個(gè)同性電荷分別在異性電荷的兩邊。

  規(guī)律二:中間的電荷所帶電荷量是三個(gè)點(diǎn)電荷中電荷量最小的;兩邊同性電荷誰(shuí)的電荷量小,中間異性電荷就距誰(shuí)近一些.

  證明:如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)點(diǎn)電荷處于平衡狀態(tài),它們的電荷量分別為甲與乙、乙與丙之間的距離分別為,設(shè)為正電荷,則為負(fù)電荷。由公式F=qE知,三個(gè)電荷能夠處于平衡狀態(tài),說(shuō)明甲、乙、丙三個(gè)電荷所在處的合場(chǎng)強(qiáng)為0。

  乙、丙兩點(diǎn)電荷在甲處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)分別為

  兩場(chǎng)強(qiáng)在甲處大小相等,方向相反,合場(chǎng)強(qiáng)等于零,故,由此式可知。同理可證

  規(guī)律三:三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量滿足

  證明:三個(gè)點(diǎn)電荷能夠同時(shí)處于平衡狀態(tài),則三個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力相等,即

  整理該式易得,

  聯(lián)立兩式得

  三個(gè)自由電荷都處于平衡狀態(tài)時(shí),則口訣概括為 “三點(diǎn)共線,兩同夾異(同性在兩邊,異性在中間),兩大夾小,近小遠(yuǎn)大,高考不怕”。由此可以迅速、準(zhǔn)確地確定三個(gè)電荷的相對(duì)位置及電性。

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