内容正文:
9.2库仑定律(二)
第九章
静电场及其应用
晓峰物理
一、静电力计算
根据库仑定律,两个电荷量为 1 C 的点电荷在真空中相距 1 m 时,相互作用力是有多大?相当于多大物体受到的重力?
mg=9×109N
m=9×108kg=9×105吨
差不多相当于一百万吨的物体所受的重力!
库仑是一个非常大的电荷量单位,我们几乎不可能做到使相距1 m的两个物体都带1 C的电荷量。
通常,一把梳子和衣袖摩擦后所带的电荷量不到百万分之一库仑,但天空中发生闪电之前,巨大的云层中积累的电荷量可达几百库仑。
一、静电力计算
库仑定律与万有引力定律的比较
定律
公式
公式适用范围
共同点
不同点
影响大小的因素
库仑定律
万有引力定律
与两个物体质量有关,只有引力。
①都与距离的平方成反比。
②都有一个常数。
点电荷
质点
与两个物体电量有关,有引力,也有斥力。
【例题】在氢原子内,氢原子核与电子之间的最短距离为 5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
解:根据库仑定律,它们之间的静电力
根据万有引力定律,它们之间的万有引力
氢原子核与电子之间的静电力是万有引力的2.3×1039倍
可见,微观粒子间的万有引力远小于库仑力。因此,在研究微观带电粒子的相互作用时,可以把万有引力忽略。
微观粒子间的万有引力和库仑力
课本例题1
【例题】真空中有三个带正电的点电荷,它们固定在边长为 50 cm 的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷的电荷量都是2.0×10-6C,求它们各自所受的静电力。
解:根据库仑定律,点电荷q3共受到 F1和F2
两个力的作用。其中q1=q2=q3=q
每两个点电荷之间的距离 r都相同,所以
根据平行四边形定则可得F=2F1cos 30°=0.25N
点电荷q3所受的合力F的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
每个点电荷所受的静电力的大小相等,数值均为0.25N,方向均沿另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
课本例题2
【例题1】(多选)两个质量分别是m1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是( )
A.若m1>m2,则θ1>θ2 B.若m1=m2,则θ1=θ2