本试题 “在光滑的绝缘水平面上,有一个边长为L的正三角形abc,顶点a、b、c处分别固定一个电荷量为q的正电荷,如图所示,D点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H点分别为a...” 主要考查您对库仑定律
电场强度的叠加
电势
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库仑定律:
“割补”法处理非点电荷间的静电力问题:
在应用库仑定律解题时,由于其适用条件是点电荷,所以造成了一些非点电荷问题的求解困难,对于环形或球形缺口问题,“割补法”非常有效。所谓“割”是指将带电体微元化,再利用对称性将带电体各部分所受电场力进行矢量合成。所谓“补”是将缺口部分先补上,使带电体能作为点电荷来处理。
静电力作用的平衡与运动类问题的解法:
带电体在静电力参与下的运动,从运动轨迹来看可以有直线运动、曲线运动;从运动性质来看可以是匀变速运动,也可以是变加速运动;从参与运动的研究对象来看可以是单一的物体,也可以是多物体组成的系统等。物体或者系统在静电力作用下处于平衡状态或某种形式的运动时,解决思路与力学中同类问题的解决思路相同,仍需选定研究对象后进行受力分析,再利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。但需注意库仑力的特点,特别是在动态平衡问题、运动问题中,带电体间距离发生变化时,库仑力也要发生变化,要分析力与运动的相互影响。整体法与隔离法是解决连接体问题的有效方法,在通过静电力联系在一起的系统,也要注意考虑整体法与隔离法的选择。
知识拓展:
三个点电荷在相互间作用力作用下处于平衡时的规律
规律一:三个点电荷的位置关系是“同性在两边,异性在中间”:如果三个点电荷只在库仑力的作用下能够处于平衡状态,则这三个点电荷一定处于同一直线上,且有两个是同性电荷,一个是异性电荷,两个同性电荷分别在异性电荷的两边。
规律二:中间的电荷所带电荷量是三个点电荷中电荷量最小的;两边同性电荷谁的电荷量小,中间异性电荷就距谁近一些.
证明:如图所示,甲、乙、丙三个点电荷处于平衡状态,它们的电荷量分别为甲与乙、乙与丙之间的距离分别为
设
为正电荷,则
为负电荷。由公式F=qE知,三个电荷能够处于平衡状态,说明甲、乙、丙三个电荷所在处的合场强为0。
乙、丙两点电荷在甲处产生的场强分别为两场强在甲处大小相等,方向相反,合场强等于零,故
,由此式可知
同理可证
规律三:三个点电荷的电荷量满足
证明:三个点电荷能够同时处于平衡状态,则三个点电荷之间的库仑力相等,即
整理该式易得,
联立两式得
三个自由电荷都处于平衡状态时,则口诀概括为 “三点共线,两同夹异(同性在两边,异性在中间),两大夹小,近小远大,高考不怕”。由此可以迅速、准确地确定三个电荷的相对位置及电性。
场强的叠加:
当空间有几个带电体同时存在时,它们的电场就互相叠加,形成合电场,这时某点的场强就等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的矢最和。
如果各个带电体的场强已知,则可用求矢量和的方法求出合场强,常用的方法有平行四边形法、正交分解法、图解法等。
匀强电场中确定电势及场强方向的“等分法” :
已知匀强电场中几点的电势,如果要求其他点的电势或场强的方向时,一般可利用“等分法”。即在电势差相差最大的两点的连线上,将某一线段等分时,每一小段线段两端电势差相等,从而找到与已知或待求点电势相等的等势点。连接等势点可得等势线,作等势线的垂线可确定电场线,结合电势升降可得电场强度的方向。
“拆分法”处理不等量点电荷电场中的问题:
两个不等量点电荷形成的电场。设
,则可将
拆分为
两个点电荷,其中一部分与
形成了等量点电荷的电场,则整个电场可看成两等量点电荷
与点电荷
所产生的电场的叠加。
电场的能的性质:
电场力做功的特点在电场中移动电荷时,电场力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷的运动路径无关。这一点与重力做功的情况类似。沿任一闭合路径移动一周,电场力所做的总功为零。
电势高低的比较方法:
(1)根据电场线或等势面判断。沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(2)利用电势差的正负判断。判断出的正负,再由
比较
的大小。若
,则
;则
(3)利用场源电荷判断。取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低。点电荷电场中某固定点的电势与场源电荷的电性及电荷量有关。场源电荷带正电时,电荷量越大.该点电势越高;场源电荷带负电时则相反。
(4)利用电势叠加判断。苦有多个场源电荷时,每个场源电荷产生的电场中的电势已知或易于判断,可将每个电场的电势先判断后叠加从而得到总电势。
(5)根据电场力做功来判断。正电荷在电场力作用下移动时,电场力做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处。对于负电荷,情况正好相反。
(6)根据电势能判断。正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。
与“在光滑的绝缘水平面上,有一个边长为L的正三角形abc,顶点a、...”考查相似的试题有: