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 欄目類別:知識點 >> 高中 >> 物理

庫侖定律

更新時間:2016/9/2 12:52:00  手機版
  庫侖定律:

  “割補”法處理非點電荷間的靜電力問題:

  在應用庫侖定律解題時,由于其適用條件是點電荷,所以造成了一些非點電荷問題的求解困難,對于環(huán)形或球形缺口問題,“割補法”非常有效。所謂“割”是指將帶電體微元化,再利用對稱性將帶電體各部分所受電場力進行矢量合成。所謂“補”是將缺口部分先補上,使帶電體能作為點電荷來處理。

  靜電力作用的平衡與運動類問題的解法:

  帶電體在靜電力參與下的運動,從運動軌跡來看可以有直線運動、曲線運動;從運動性質來看可以是勻變速運動,也可以是變加速運動;從參與運動的研究對象來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)或某種形式的運動時,解決思路與力學中同類問題的解決思路相同,仍需選定研究對象后進行受力分析,再利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解。但需注意庫侖力的特點,特別是在動態(tài)平衡問題、運動問題中,帶電體間距離發(fā)生變化時,庫侖力也要發(fā)生變化,要分析力與運動的相互影響。整體法與隔離法是解決連接體問題的有效方法,在通過靜電力聯(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。

  知識拓展:

  三個點電荷在相互間作用力作用下處于平衡時的規(guī)律

  規(guī)律一:三個點電荷的位置關系是“同性在兩邊,異性在中間”:如果三個點電荷只在庫侖力的作用下能夠處于平衡狀態(tài),則這三個點電荷一定處于同一直線上,且有兩個是同性電荷,一個是異性電荷,兩個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點電荷中電荷量最小的;兩邊同性電荷誰的電荷量小,中間異性電荷就距誰近一些.

  證明:如圖所示,甲、乙、丙三個點電荷處于平衡狀態(tài),它們的電荷量分別為甲與乙、乙與丙之間的距離分別為,設為正電荷,則為負電荷。由公式F=qE知,三個電荷能夠處于平衡狀態(tài),說明甲、乙、丙三個電荷所在處的合場強為0。

  乙、丙兩點電荷在甲處產生的場強分別為

  兩場強在甲處大小相等,方向相反,合場強等于零,故,由此式可知。同理可證

  規(guī)律三:三個點電荷的電荷量滿足

  證明:三個點電荷能夠同時處于平衡狀態(tài),則三個點電荷之間的庫侖力相等,即

  整理該式易得,

  聯(lián)立兩式得

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

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