“电偶转子”及类“电偶转子”模型的求

解陈科

摘 要：本文先定义了“电偶转子”和类“电偶转子”两种假想模型概念；然后，在忽略万有引力的情况下，根据数学和物理知识给出了由质量、电量和距离表示的“电偶转子”“电四转子”“ 电六转子”这3种具体模型的周期公式。这一探讨对优秀学生和物理教师均有借鉴意义。

关键词：电偶转子；类“电偶转子”；电四转子；电六转子

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）7-0045-2

在力学中有一种特殊而有趣的天文现象——双星运动：在宇宙中两颗相距较近的恒星，在相互引力的作用下，分别围绕它们连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。由于万有引力定律和库仑定律的可比性，令人不由地大胆猜想在电学中是否也会存在类似情况？笔者将质量相同，带等量异种电荷，围绕它们的连线中点做周期相同的匀速圆周运动的一对电荷称为“电偶转子”；而将质量相同，带等量异种电荷，空间位置对称，且围绕它们的空间中心做周期相同的匀速圆周运动的偶数对电荷系统称为类“电偶转子”。 类“电偶转子”中由两对电偶转子组成的叫“电四转子”；由三对电偶转子组成的叫“电六转子”。本文将在忽略万有引力的情况下，给出由质量、电量和距离表示的“电偶转子”“电四转子”“电六转子”周期的具体解法，供各位同行和优秀理科生参考。

1 “电偶转子”

设两个电荷的质量均为m、距离为a、带电量分别为q和-q，共同绕着中心O点以同一周期做匀速圆周运动。如图1所示。

2 “电四转子”

设四个电荷的质量均为m，位于正方形的顶点上，共同绕着中心O点以同一周期做匀速圆周运动。正方形的边长为a。如图2所示。

3 “电六转子”

设六个电荷的质量均为m，位于正六边形的顶点上，共同绕着中心O点以同一周期做匀速圆周运动。正六边形的边长为a。如图3所示。

以上是在忽略万有引力的情况下，给出的由质量、电量和距离表示的“电偶转子”“电四转子”“电六转子”这3种模型周期的具体过程。通过欣赏和演算这个过程，有助于提高学生的理解能力、实践能力和空间想象能力；也有助于提高教师的教学能力。不妥之处，还望各位同行和优秀学生斧正。

（栏目编辑 陈 洁）