“非点电荷”转化为“点电荷” 思想 静电场核心考点必会!

非点电荷转化为点电荷

均匀带电球体: (微元法)
在带电圆环表面取一截长为L,L远远小于圆环半径R(当带电体之间的距离比他们自身的大小都大得多,以致带电体的形状,大小及电荷分布状况对他们之间的作用力可以忽略时,这样的带电体可以看做带电的点,叫做“点电荷”,此时库仑定律可使用),又因为圆是对称的图形,所以L关于负电荷对称的L´与L带同种等大电荷,因为等大反向可完全抵消,同理,圆环上其他电荷的库仑力也完全抵消所以F=0.
缺了一个口的圆环
缺了一个口,根据圆环中的对称性,L关于负电荷对称的L´无法抵消,其他位置都被抵消(不理解详见“均匀带电球体”,此处不再赘述),所以可直接套用库仑定律F=kqql/r²,ql等于圆环均匀带电量乘以L。(注意此处因为为圆环,应套用圆的周长等于2πr,另外由于缺了一个长为L的小口,所以应减去)
有一个圆孔的球壳
﹝“无法抵消”等内容此处不再赘述,详见上方笔记,主要利用圆环的对称性即可理解﹞直接套用库仑定律F=kqql/r²,ql等于圆环均匀带电量乘以L。(注意此处为球型,应套用球的表面积等于4πr²,再减去小圆的面积s=πr²)