2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1第1章电荷的相互作用1.2探究电荷相互作用规律学案

1.2　探究电荷相互作用规律

 

1．点电荷

带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，可将带电体看作带电的点．

2．点电荷是一种理想化的物理模型．

1．点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型．(√)

2．球形带电体一定可以看作点电荷．(×)

3．很大的带电体也有可能看作点电荷．(√)

点电荷就是体积很小的带电体，这种说法对吗？为什么？

【提示】　不对，体积很小的带电体也不一定能看作点电荷．

如图1­2­1所示，两质量分布均匀，半径为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离也为r.

图1­2­1

探讨1：若计算两球之间的万有引力大小，可否将两金属球看作质点？

【提示】　可以．

探讨2：若两球带等量异种电荷，分析两球之间静电力时，可否将两球看作点电荷？

【提示】　不能．

1．点电荷是物理模型

只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．

2．带电体看成点电荷的条件

如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷．

一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定．

3．注意区分点电荷与元电荷

(1)元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值．

(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍．

1．(多选)下面关于点电荷的说法正确的是(　　)

A．点电荷可以是带电荷量很大的带电体

B．带电体体积很大时不能看成点电荷

C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C

D．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看作点电荷

【解析】　点电荷是一个理想化的模型，当带电体的大小和形状对作用力的影响可以忽略时带电体可看成点电荷．点电荷不是以带电荷量的多少来确定的，电荷量必须是元电荷的整数倍．故A、D对．

【答案】　AD

2．下列关于点电荷的说法正确的是(　　)

【导学号：29682002】

A．任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷

B．球状带电体一定可以看成点电荷

C．点电荷就是元电荷

D．一个带电体能否看成点电荷应以具体情况而定

【解析】　一个带电球体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此选项D正确，A、B错误；元电荷是电荷量，点电荷是带电体的抽象，两者的内涵不同，所以选项C错．

【答案】　D

3．下列哪些带电体可视为点电荷(　　)

【导学号：29682003】

A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷

B．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷

C．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷

D．带电的金属球一定不能视为点电荷

【解析】　电子和质子在研究的范围非常小，与它的大小差不多时，不能看作点电荷，故A错误；在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷，故B错误；带电的细杆在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷，故C正确；带电的金属球在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷，故D错误．

【答案】　C

有关点电荷概念的两点提醒

(1)带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否忽略．

(2)同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不能看作点电荷．

1．实验装置

(a)　　　　　　　　　　　　(b)

图1­2­2