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高中物理:库仑定律知识点及基本应用

 乡巴佬 2018-07-15

一、两种电荷:元电荷、比荷

元电荷:把1.6×10-9C即电子所带电荷的绝对值称为元电荷。研究原子核、基本粒子时,以元电荷为单位。

 

二、电荷守恒定律

带电的过程,实际上是电荷重新分布的过程。

如:

均分条件:两物体形状大小相同,否则不均分,讨论代数和、中和。

守恒内容:

电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,它可以从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分,而正、负电荷代数和保持不变。

 

三、库仑定律

内容:静止点电荷间的作用力跟它们电荷的乘积成正比,跟距离的平方成反比,方向在它们的连线上。

说明:

1)点电荷:形状及大小忽略不计,理想模型,能视为点电荷的带电球体,则r为球心距离。

2)实际球体间相互作用力,如图(不能视为点电荷)

 

四、库仑定律的应用


引力多大?

解析:

           

引申:若电子的质量me9×10-31kg,则电子绕核转的速度约为多大?

解析:

本题由静电力提供向心力。

2)真空中同一直线上点电荷间相互作用问题。

例、真空中两点电荷AB分别带有正电荷+q+9q,之间距离为l,如图:

求一带负电的粒子-qC点和D点受到的两静电力的合力有多大?

解析:C点,则

同理求D点。

说明:在用库仑定理计算静电力时,先用公式计算大小,不考虑电荷的正负问题,最后根据电荷电性判断力的方向,问题将变得简单。


引申(1):在AB连线上放点C,使C点合力为零,则C在何处。

引申(2):在C点放入电荷后,使ABC都能处于静止,则C点电量q为多少?

解析:先判断C点位置只能在AB之间,设距Cx,则:

2)三电荷都平衡,则对A点分析:

引申:若AB为异种电荷,则C点应当在何处。

分析:C点在AB连线上靠A外侧。


3)在AB连线的中垂线上问题(等量同种和等量异种问题)。

图一

图二

通过对图一分析可知,如果AB为等量同种电荷,则在AB连线的中垂线上,带电粒子C所受的合力的方向沿中垂线方向,其大小由分析可知,在中垂线与AB连线的交点C处,

F=0,在中垂线的无穷远处,F=0,∴在中垂线上,由AB中点O至无穷远,其合力的大小是先增大后减小的。

图二的分析同理可知,在中垂线上,合力的方向平行于AB,其大小由中点O开始至无究远处,合力由大变小到0

 

五、力学规律在点电荷上的应用。


1、真空中,两点电荷AB,相距为L,质量分别为m2m,它们由静止出发开始时A的加速度为a,经过一段时间B的加速度也为a,速率为v,那么这时两点电荷相距__________,此时A的速率为____________

解析:开始时,有:

由于AB间靠静电力作用,即只有相互作用的内力,故系统动量守恒。

负号表示AB速度方向相反,大小为2v,即速率为2v

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