内容正文:
方法18 高中物理模型盘点(八)电场中的模型
目 录
物理模型盘点——库仑定律 2
库仑定律与电荷守恒定律的结合 2
库仑力的叠加 3
库仑力作用下的平衡 3
物理模型盘点——电场强度的叠加 4
点电荷电场强度的叠加 5
非点电荷电场强度的叠加和计算 6
填补法、对称法在电场叠加中的应用 7
理模型盘点——电场线 等势面 7
理模型盘点——等分法找等势面 10
理模型盘点——电场中的图象 11
【模型概述】 11
【典型模型】 12
1.电场中粒子运动的v—t图象 12
2.电场中的E—x图象 12
3.电场中的φ—x图象 14
4、电场中的Ep-x、Ek-x图象 15
动态电容器 16
理模型盘点——带电粒子在电场中的直线运动 18
理模型盘点——带电粒子在电场中的偏转 18
偏转 21
加速后偏转(示波管模型) 22
交变电场模型 23
物理模型盘点——带电粒子在电场中的功能问题 26
物理模型盘点——库仑定律
[模型概述]
1.内容
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
2.表达式
F=k,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫作静电力常量.
3.适用条件
真空中的静止点电荷.
(1)在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式.
(2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时,可以把带电体看成点电荷.
4.库仑力的方向
由相互作用的两个带电体决定,即同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
库仑定律与电荷守恒定律的结合
如图是库仑做实验用的库仑扭秤.带电小球A与不带电小球B等质量,带电金属小球C靠近A,两者之间的库仑力使横杆旋转,转动旋钮M,使小球A回到初始位置,此时A、C间的库仑力与旋钮旋转的角度成正比.现用一个电荷量是小球C的三倍、其他完全一样的小球D与C完全接触后分开,再次转动旋钮M使小球A回到初始位置,此时旋钮旋转的角度与第一次旋转的角度之比为( )
A.1 B. C.2 D.4
答案 C
解析 设A带电荷量为qA,C球带电荷量为qC,库仑力与旋钮旋转的角度成正比,则有θ=k1F,依题意有θ1=k1F1=k1,由题可知D球带电荷量为qD=3qC,接触后分开,电荷量将均分,有qC′==2qC,依题意有θ2=k1F2=k1=2k1