带同种电荷的带电体间可产生引力
http://www.newdu.com 2018-12-01 人民教育出版社 佚名 参加讨论
带同种电荷的带电体间可产生引力 内蒙古赤峰市元宝山区第二中学 李向臣 孟立新 自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,这是一个普遍的自然规律,其成立的条件是“电荷间的相互作用力”。然而,我们有些同学在学习中,没有注意到此规律的成立条件,扩大了其适用范围,认为只要两个物体带有同种电荷,它们间的作用力就是排斥力。那么带同种电荷的带电体之间不能存在相互吸引的库仑力吗?下面用一题加以说明,仅供同行商榷。 问题:在绝缘的水平面上有一带电荷量为+Q的导体球,电荷分布在球表面,球的半径为R,另有一带电荷量为+q的点电荷,距离球心为a,如图,并且a>R,试求点电荷与导体球之间的库仑力。 分析与解答:库仑定律F=适用条件是点电荷,而问题中,一个是点电荷,另一个是带电的球体。根据静电理论,导体球在点电荷+q的电场作用下,球的表面出现了感应电荷,由于感应电荷的出现,使导体球表面的电荷分布不均匀。此时导体球不能看作是所有电荷都集中在球心的点电荷,库仑定律失去成立的条件。在这种情况下不能直接使用库仑定律。 根据电象理论,用和代替Q。令b表示到球心的距离 于是有= ① =Q-=Q+ ② b= ③ 所以:F=+ =+ =(+) ④ 将①、②、③式带入④式整理得 F=() 因a>R 所以 讨论:①若Qa(a2–R2)2–R3(2a2–R2)q>0时 即:Q> F>0库仑力表现为斥力。 ②.若Qa(a2–R2)2–R3(2a2–R2)q<0时 即:Q< F<0库仑力表现为引力。 综上,带同种电荷的带电体之间不仅可以存在库仑斥力,而且还可以存在库仑引力。 (责任编辑:admin) |
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