老师
同学们大家好,上节课同学们了解了静电现象,能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。本节课我们继续研究静电现象的一个重要规律,库伦定律。先来思考一个问题,同学们都知道电荷间存在着相互作用力,同种电荷互相排斥,一种电荷互相吸引。那么影响带电体相互作用力大小的因素有哪些?同学们可能会猜到,这个相互作用力可能与带电体所带的电荷量有关,与 Q1 有关还是与 Q2 有关还是与Q1? Q2 都有关系。还有的同学会猜到,这个作用力还会与两个电荷之间的距离有关系。
老师
还有同学会想到,若将两个带电体放在绝缘介质中,相互作用力会受到影响吗?带电体大小形状各异,电荷分布也不同,这些因素会影响相互动力吗?请同学们再想一想。这么多因素都可能影响电荷间的相互作用,我们怎么简化这些因素,方便进行实验研究?看来,带电体之间的相互作用这个问题还很复杂。由于小球带电而产生相互作用力,带电体间的相互作用一定会与小球所带的电荷量 Q1 和 Q2 有关,同学还会想到,也一定与小球之间的距离 r 是有关系的。当然,这种作用力还会受到带电体所处的介质环境和自身的大小、形状以及电荷分布等因素的影响。若想忽略介质的影响,可以研究带电体在真空中的相互作用。
老师
同时,虽然带电体自身的大小和电荷分布对相互作用有影响,能否我们简化这些因素来方便进行研究?通常情况下,在研究带电体间的相互作用时,带电体的形状、大小及电荷分布会对它们之间的力有影响。如图,上面两个带电的金属球,它们之间的距离为大小的三倍。下面两个带电的物体,它们的形状不规则。
老师
由于两个带电体之间相距较近,带电体的形状会影响电荷分布的情况,也会影响它们之间的相互作用力。但如果带电体之间的距离很大,例如,像这样两个带电体之间的距离是他们半径的 30 倍,那么此时带电体自身的大小会远小于它们之间的距离,使得带电体自身的大小、形状及电荷分布情况对我们所研究的问题影响比较小。
老师
相对来说,可以把带电体看作是带电的电,我们把它称之为叫做点电荷、碘电荷是实际带电体在一定条件下的抽象,是为了简化某些问题而引进的理想化模型,它类似于力学中的质点。简化之后,我们研究影响带电体间相互作用的两个最主要的因素,一个因素是带电体所带的电荷量,另一个因素是两个带电体之间的距离。既然影响带电体相互作用力的因素有两个,我们在研究这个过程中应该采取什么样的方法查看隐藏内容