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试验电荷为什么是点电荷 点电荷与试探电荷

 

 

 

 

 

 

 

  

点电荷与试探电荷是在研究静电场性质时引入的两个概念.库仑定律反映

的就是真空中两个点电荷之间相互作用力的规律,它涉及了点电荷概念;研究

电场各点力的性质、定义电场强度矢量时又涉及了试探电荷这个概念.为什么

一个用点电荷,一个又要用试探电荷呢?点电荷与试探电荷有什么区别?这些

问题的产生是很自然的,正确地理解它们,进一步区别它们是学好静电场的前

提.

从字面上理解,“点电荷”就是带电体,是一个没有大小和形状的几

何点.而电荷又全部集中在这几何点上.事实上,任何带电体都有其大小和形

状,真正的点电荷是不存在的,它像力学中的“质点”概念一样,纯属一个理

想化模型.不过,当我们在研究带电体间的相互作用时,如果带电体本身的几

何线度比它们之间的距离小得多,那么,带电体的形状、大小和电荷分布对带

电体之间的相互作用的影响就可以忽略不计.在此情况下,我们仍可以把带电

体抽象成点电荷模型.也只有这样,“电荷之间的距离”这一概念本身才有完

全确定的意义.

这里需要引起我们注意的是,点电荷并不像我们想象的那样,一定是

一个带有很少电量的带电体.点电荷可以是电量很小,也可以是电量很大.在

这里,我们可以采取等效的方法,就像力学中可以把任何物体看作质点的集合

一样,任何带电体都可以看作是点电荷的集合.由此,若相互作用的不是点电

荷而是“有限大”带电体,则原则上总可将带电体看成是由无限个点电荷所组

成的连续点电荷系,然后再利用适用点电荷相互作用规律的库仑定律,通过求

和或积分求出两带电体之间的相互作用力.在中学物理中,如果未特别指出带

电体的形状、大小,一般都把此带电体当作点电荷来处理.

作为一种特殊情况,有时带电体的大小虽然在研究问题中不能忽略,

但带电体形状比较规则,具有对称性,以至电荷分布也具有对称性.这时,带

电体对外体现的特性往往跟一个等效点电荷的特性相同.于是,我们也可以把

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