“平衡电荷”的确定

[例 1]如图 1所示 ,相距 l的正点电荷 A和负电荷 B所带电量分别为 9Q和 - Q,现引入第三个点电荷C,使点电荷 C在库仑力作用下处于平衡状态 ,求点电荷 C的电性、位置及电量 .对于在两个点电荷附近引入第三个点电荷 (暂且叫做“平衡电荷”) ,从而使三个点电荷在库仑力的作用下都处于平衡状态 (事实上 ,三个点电荷中只要有两个点电荷受力平衡 ,则另一个点电荷也必定受力平衡 ) .部分学生往往对这类题感到无处下手 ,不知道怎样来确定平衡电荷的电性、位置及电量 .笔者针对这种情况 ,特意把确定平衡电荷的方法编成如下口诀 :图 1平衡电荷咋选择…     

“带电的质点就是点电荷”吗?

“带电的质点就是点电荷”是一道概念选择题中的一个选项,很多学生都将其作为正确选项选出,问其原因,回答是：某资料上就是这样说的．先对“甲就是乙”作一点说明：在物理学上,两个不等同的概念之间若说“甲就是乙”,那么甲和乙应是同类概念,且乙包含甲,甲是特指,乙是泛指．如：动能就是能量;电动势就是电压等是可以的,如若说成能量就是动能;电压就是电动势那就错了．再看质点和点电荷的关系：质点和点电荷都是用来代替物体的科学抽象、理想化物理模型,是同类概念．但质点代替的是所有平动物体,或者相互间距离比其大小大得多的…     

浅谈电场强度及磁感强度的定义

高中《物理》第三册 (选修 )教材第 176面上关于电场强度是这样定义的 :“放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫做该点的电场强度 ,简称场强”.定义中对于电荷应该是有要求的 .电场强度是描述电场的力的特性的物理量 ,它只与电场本身有关 ,而与电荷的电量或电荷在电场中受到的力无关 .因此用电荷探测电场的存在及其性质时要用检验电荷 .所谓检验电荷应符合两个条件 :一是点电荷 ;二是电荷本身带的电量很小 .只有点电荷才能确保电场中某点的确切位置 ;只有点电荷电量很小才能保证它的引入不影响原电场的分布 .所以只有用检…     

“七言诗”形象描述等势面

孤立电荷是球面, 匀强电场是平面; 同种电荷象花生, 异种电荷两个蛋。诠注:孤立点电荷的等势面是以点电荷为球心的一系列球面,小的象乒乓球表面,大的象铅球表面,更大的象篮球表面。匀强电场通常是两块平行金属板带上等量异种电荷产生的,两平行金属板就是等势面,而与两平行金属板相     

例说"电场"中的2个问题

1 E=0——场强方向改变的界点如图1,在x轴上的坐标原点放一电荷量为Q1的正电荷q1,在此电荷的右侧、与该电荷相距为L的x轴上的另一点放一电荷量为Q2的负电荷q2,2个电荷均可视为点电荷,且Q1>Q2.在x轴上任取一点P,用E1、E2分别表示q1、q2两个点电荷在P点所形成电场的场强.下面,我     

“电场”悖论例析

电场一章是整个电学教材的基础,但本章内容抽象,许多概念、规律都不是人们的感官能直接感受到的,学生往往觉得难以理解,常会得出一些似是而非的结论．本文例举几个教学中常有的错误结论并作分析,使读者从中有所得．悖论１　根据库仑定律,点电荷间相互作用力Ｆ＝ｋｑ１ｑ２ｒ２,即作用力Ｆ与距离ｒ的平方成反比．因此,当电荷间距离ｒ→０时,电荷间作用力Ｆ→∞．分析　这一结论纯粹从数学形式上看无可非议,但库仑定律有一个适用范围——仅适用于点电荷之间,当两电荷间距离ｒ→０时,它们便不能再看作是点电荷,此时也就不能用库仑…     

非等量异种点电荷场中的“零”

题目 :在两个点电荷产生的电场中 ,在距点电荷有限距离处 ,我们发现有场强为零的点 ,也有电势为零的点 (选取无穷远处电势为零 ) ,则在此电场中Ａ .场强为零的点和电势为零的点有无数多个 .Ｂ .场强为零的点只有一个 ,电势为零的点有无数多个 .Ｃ .场强为零的点和电势为零的点 ,不可能是同一个点 .Ｄ .场强为零的点的电势可能大于零 ,也可能小于零 .分析 :( 1 )认真审题 ,彻悟其理 .题目所描绘的电场应为非等量异种点电荷所激发 .这是因为 :①在等量同种点电荷产生的电场中 ,在距点电荷有限距离处 ,只有场强为零的点 (只有一个 ,在两点电荷…     

迭加原理在求边值问题中的应用

本文利用迭加原理求出置于点电荷场中导体球面上感应电荷的分布,提出用“等效电荷”求解空间电势分布的方法,并对有关概念问题作出了讨论。     

对一道电荷平衡问题的全面分析

题目设A、B是真空中相距为r的两个点电荷,它们所带电量的绝对值分别为QA、QB,且QA〉QB．若引入第三个点电荷c（设其带电量的绝对值为QC）：（1）若只要使点电荷c处于平衡状态;（2）若要使A、B、C三个点电荷均处于平衡状态．试就以上两种情况分别讨论第三个点电荷C带的是何种电荷？带电量是多少？应放在什么地方？     

“电势与电势差”教学刍议

中学《物理》(试验本 )第二册第一章第五节“电势与电势差”中 ,包括了电场力做功的特点 ,电场力的功与电势能变化的关系 ,以及电势、电势差等一系列重要的规律和概念 ,在知识的编排次序上 ,教材是按如下顺序进行的 :( 1 )先用电场力移动电荷做的功与电荷电量的比值定义两点间的电势差 ,即电荷在电场中由一点 A移动到另一点 B时 ,电场力所做的功 WAB与电荷电量 q的比值 WAB/ q,叫做 A、B两点间的电势差 .( 2 )再用电场中某点到零电势点的电势差定义该点的电势 :UA=UA- UO=UAO( UO 为零电势点电势 ) .( 3)最后指出 ,电场中的电荷具有电势能 .在电场中两点间移动电荷 ,电场力所做的功与电荷电势能的变化相等 ,得到 WAB=q UAB=q UA- q UB.对上述先引入电势差 ,再引入电势 ,最后再涉及电势能及电场力做功与电势能变化的关系的教学顺序 ,笔者认为存在下列几个问题 :( 1 )在还没有给出电势定义的情况下 ,就给出零电势点的概念 ,然后用电场中某点到零电势点的电势差定义该点的电势 ,这实际上是用同一范畴内的未知概念来定义另一未知概念 ,既不符合知识结构 ,也不符合学...     

用微元法、等效法、近似法计算连续分布电荷的场强

我们知道,当两带电体本身的线度l与两带电体之间距离r对比,若满足l相似文献   

库仑定律的适用条件

<正> 库仑定律是电磁现象的基本规律。它也和其它物理规律一样,有其适用条件。在教学中搞清这一点,对于学员正确理解和运用这一定律是很有必要的。电磁学中,库仑定律(?)的适用条件一般提法是:“真空中,两个静止的点电荷”。“点电荷”这一条件任何情况下都是必要的,否则库仑定律就不成立。在相对介电常数为ε_r 的电介质中,场源 Q 在距其r 处激发的电场为:(?),检验电荷 q 在该处受到的库仑力为(?),是真空中受力的(?)。也就     

谈高考对“静电场”的考查

现行"考试大纲"对"电场"规定了9个考点:1.两种电荷、电荷守恒;2.真空中的库仑定律、电荷量;3.电场、电场强度、电场线、点电荷的场强、匀强电场、     

论电磁学中高斯定理的谬误

本文的立意非常简单和明确,即数学命题的最基本规律.任何一个数学命题：其计算出来的结果都要符合“验根”的要求;即每道数学命题中,根据题设的要求得出的计算或推理结果,不能与题设条件相矛盾,否则,结果就不正确.这是数学的基本规律.@@在高斯的电通量定理中,高斯的电通量定理是根据库仑定律经二重积分推导出来的.无论是根据库仑定律还是高斯定理进行计算都能得出如下的计算或推理结果：一、两个点电荷不能相互靠近,否则其相互作用力理论上会达到无穷大,其相互作用的关系是与距离的平方成反比;二、线电荷与点电荷之间的距离也不能为零,否则也是相互间的作用力理论上会达到无穷大,其相互作用的关系是与距离的一次方成反比;三、点电荷与平面电荷的关系则是一个常数,即点电荷与平面电荷的作用关系与距离无关.这就产生了一个天大的矛盾：即,如果我们在平面电荷的平面上取一个点A,那么这个点A上的电荷就是明显的经典的点电荷,再经这个所取的点电荷A点,在平面电荷的平面上作一条直线BC,直线BC经过A点;那么这务直线BC在这个平面电荷的平面上,而在这条直线BC上的电荷则又是一条经典的线电荷.那么,通过刚才在平面电荷的平面上所取的点电荷的点A,作一条垂直于平面电荷的平面的直线AD,垂线AD与平面电荷的平面相交于A点.由此可得如下结果：平面电荷外的那个点电荷D点与平面上的无论是A点电荷,还是D点电荷与经过垂直点A点的平面电荷上的线电荷BC,都是不能相互靠近的,其作用的关系与距离的二次方或一次方成反比.也就是说当距离AD为零时,其中,D点电荷与A点电荷,或D点电荷与BC线电荷之间的作用力理论上会达到无穷大.这就形成了用高斯定理本身产生的自相矛盾的情况出现.由此充分说明高斯的电通量定理是谬误的.高斯是     

《电场》单元检测题

一、选择题1.关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是()A.点电荷是一种理想化的物理模型B.点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量     

运用“电像法”解高考物理题例说

严格地说,是在一定条件下,可以用一个或多个虚设的等效电荷来代替非点电荷的作用,且保持原有边界上边界条件不变,这些等效电荷称为像电荷,这种求解方法称为电像法.电像法的实质在于将一给定的静电场变换为另一易于计算的等效静电场,多用于求解在边界面（例如接地或保持电势不变的导体）前面有一个或一个以上点电荷的问题,在某些情况下,从边界面和电荷的几何位置能够推断：在所考察的区域外,适当放几个量值合适的电荷,就能够模拟所需要的边界条件．这些电荷称为像电荷,而这种用一个带有像电荷的、无界的扩大区域,来代替有界区域的实际问题的方法,就称为电像法．     

关于电力线问题的讨论

一、两个等量同号电荷的电力线圈现行物理学中关于两个正的等量点电荷电力线图有两种,如图1、图2所示,两者的区别在于:两个电荷连线及连线中垂面上的“特殊”电力线,图1没有画,图2画了出来。笔者认为,从全面反映电场分布情况来说,图1欠妥,图2较完整,一般选用图2较好。二、电力线的定义现行物理学中有两种说法,一种是:“在电场中作一系列曲线(或直线),使曲线上每一点的切线方向都与该点的场强方向一致,这些曲线就叫做电力线”,用这一定义的书较多。另一种仅见于现行高中物理(试     

电压的概念

电压在物理学或电学上是一个很重要的概念,必须有一个正确的认识,才能教好初二机电课中的有关内容.我们知道,带电粒子(如自由电子)的存在是形成电流的内因,而使之作定向运动的电压是形成电流的外因.然而,电压怎样使带电粒子作定向运动?整个过程怎样?为什么是外因?第一,必须认识“电场”这个概念.我们知道在自然界中只有两种电荷——正、负电荷(原子的电系统),它们的特征是:同电相斥,异电相吸,表现出有力的作用.实验指出:在真空中,两个点电荷间的互相作用力的大小跟两个点电荷的电量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比;作用力的方向是在两个电荷的连线上.这个规律就是库伦定律.现在的问题是,两个电荷不是碰在一起而是有一定的距离,那么,它们的排斥或吸引的相互作用,是通过什么来实现呢?科学研究已证明:凡是电荷或带电物体的周围必存在一种物质空间对其他电荷或带电物体发生静电力的相互作用.这种物质空间叫电场或静电场.一有电荷,其周围必有电场.由于电荷间的相互作用能够发生在没有分子、原子存在的真空,这表明电场是一种特殊形态的不是由分子、原子组成的物     

两等量点电荷连线的中垂线上的场强与电势讨论

两等量点电荷的连线的中垂线上的场强与电势分别如何变化?两等量点电荷可分为四种情况,两等量的正点电荷、两等量的负点电荷、两等量的异号电荷(一正一负或一负一正),而两等量的正点电荷与两等量的负点电荷情况相似,两等量异号电荷的情况相似,所以分两等量正点电荷和两等量异号电荷(一正一负)两种情况来讨论. 1.两等量正点电荷连线的中垂线上的场强与电势     

点电荷与带同种电荷的金属导体一定相互排斥吗?

全日制普通高级中学教科书(试验本修订本,必修加选修)物理第二册p.91指出:自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.库仑定律所研究的对象为点电荷,它是一种理想化的物理模型.指的是带电体间的距离比他们自身的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看作点电荷.毋容置疑,同种点电荷间的相互作用力定为斥力.若两个同种电荷的带电体之间的作用力是否一定为斥力呢?为了讨论问题的简便,请看简化了的问题如下: