前面我們在接觸起電的闡述中簡單說過,兩個完全相同的導體接觸,分開後二者的帶電量為二者淨電荷的一半。那麼,今天我們從四個層次解讀一下。
一、初級:接觸起電或者廣義的接觸起電,其實質就是電荷的會重新分配。兩個完全相同的帶電體,接觸後分開,二者将原來所帶電量的總和(必須是帶符号的電量代數和)平均分配。因此, 兩個帶有異種電荷的導體,接觸後先發生正負電荷的中和,後剩下的電荷量再進行電荷的重新分配;特别是如果兩帶電體完全相同,則剩下的電荷平均分配。
二、中級:如果是幾個完全相同的導體球無限次接觸,則利用數列公式可以知道最終的帶電量是多少。如果我們把它與極限思想結合起來,其實相當于把這幾個球用導線連起來,淨電荷在幾個球上平均分配。大家可以利用這道題體會一下。A球帶電量為7Q,B球帶電量為-Q,C球不帶電,讓C球反複與A,B兩球多次接觸,最後移走C球,問最終三球帶電量分别是多少?
三、高級:兩完全相同的帶電小球碰後再分開,庫侖力增大 ,一定是同種電荷嗎?怎麼證明?要是減小呢?這個大家用反證法和二次方程有無實數解來證明,大家可以自行嘗試。
四、終極:一是兩個大小不同的帶電球接觸後再分開,由靜電平衡知兩個球的電勢相等,即兩球表面的電勢相等,則kQ/R=kq/r 。電荷分布滿足規律: Q/R=q/r。
二是其他形狀的帶電物體接觸,高中階段無需掌握。
三是兩個完全相同的帶電體接觸後再分開,電荷的分配規律也是有一定前提條件的,雖然這在高中階段沒有要求,但是為了減少部分小夥伴的困惑,我們還是簡單說一下。電荷分配規律必須建立在淨電荷遠大于元電荷的基礎上,否則就會和整數倍矛盾 。比如: 如果A、B 是兩個形狀和大小完全相同的導體, A的電荷量為 2e B的電荷量為-e (e為元電荷帶電量),請問A、B接觸 又分開後 的帶電情況。 答案A、B 都帶0.5e是不對的。因為前提不滿足,至于說多少,它是随機的。大家簡單了解即可。
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