点电荷默认是正电荷吗
翻开高中物理必修三的课本,我们会在第二节见到点电荷的概念。点电荷具体是指什么?是否真实存在?又有哪些性质?这些都是我们在这节课所要学习的内容。
点电荷默认是正电荷吗
点电荷可以带正电,也可以带负电。
什么是点电荷?
点电荷,物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。相当于运动学的“质点”模型。
电荷都是有体积,有大小的。电荷之间存在相互作用,同种电荷相互推斥,异种电荷相互吸引。在定量地研究电荷之间相互作用的时候,发现有些电荷的大小对所研究问题的结果带来的影响微不足道,这个时候就完全可以把电荷的体积和大小忽略掉,把电荷看做只有电量,没有大小的电荷,这就是点电荷模型。
点电荷的场强:
1、大小:点电荷产生的电场,某点场强大小与场源电荷的电荷量成正比,与该点到场源电荷的距离的平方成反比。
2、方向:场源电荷是正电荷时,某点场强方向沿该点与场源电荷的连线背离场源电荷,场源电荷是负电荷时则相反。
关于点电荷的问题:
一、两点电荷的库仑力
F=kQq/r²
和万有引力F=GMm/r²类似。
二、点电荷激发电场的场强
E=kQ/r²
和引力加速度a=GM/r²类似。
三、两电荷的电势能
Ep=kQq/r(取无穷远为零电势能点)
和引力势能Ep=GMm/r²类似。
四、点电荷激发电场的电势
φ=KQ/r(取无穷远为零电势点)
是由场源电荷Q和距离r决定。
和引力势Ψ=GM/r类似。
半径为R的导体球面的电势,应当等于电量集中在球心的点电荷,在R处的电势,即KQ/R。根据静电平衡,整个球体内部和表面的电势都相等,是同一数值。而球体外部电势的大小,则与到球心的距离成反比。
关于点电荷的练习题:
1、把一个带电棒靠近一个带正电的验电器,金属箔片先闭合后张开,这说明棒上带的是()
A、正电荷
B、负电荷
C、正、负电荷都有可能
D、不带电
2、下列关于点电荷的说法正确的是()
A、只有体积很小的带电体才能看作点电荷
B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C、任何带电球体都可看作电荷全部集中于球心的点电荷
D、当带电体的形状对它们之间作用力的影响可忽略时,这样的带电体可看作点电荷
3、对于点电荷的理解,正确的是()
A、点电荷就是带电荷量很少的带电体
B、点电荷就是体积很小的带电体
C、体积大的带电体肯定不能看成点电荷
D、带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,则可视为点电荷