例子问题
问题1:Ap物理2
电荷A和B的距离为彼此之间。粒子A的电荷是而粒子B的电荷是。电荷B受到静电力同样,电荷A受到静电力的作用来自电荷B。
一个学生把这两个电荷放在真空介质中并测量。第二个学生把这两个电荷放在玻璃介质中测量。在玻璃介质中测得的力与在真空中测得的力之比是多少?
玻璃的介电常数为。
你可以用介电常数的定义极大地简化这个问题。介电常数定义为真空中的静电力与介质(在这种情况下为玻璃)中的静电力之比。
题目要求的是这个值的倒数:玻璃中的力与真空中的力之比。我们的答案是用玻璃介电常数的倒数来计算的。
问题1:电与磁
电场使一个电子沿电位为的等势面运动,做了多少功?
我们必须知道电场的强度才能解出
使电荷沿等势面移动不需要电场做功。势在整个等势面是恒定的;因此,电子所经历的电位差将为零。记住,能量取决于电位差。
如果电位差为零,那么能量(和功)也为零。
问题1:库仑定律
电荷A和B的距离为彼此之间。粒子A的电荷是而粒子B的电荷是。电荷B受到静电力同样,电荷A受到静电力的作用来自电荷B。
的比率是多少来?
这个问题很简单,如果你意识到两个电荷所受的力是相等的。
两种静电力的定义由库仑定律给出:
在这个问题中,我们可以用给定的方程组来重写这个方程。
两个粒子的电荷是否不同并不重要;两个粒子都受到相同的力,因为两个粒子的电荷都在静电力方程(库仑定律)中得到了解释。这个结论也可以通过考虑牛顿第三定律得出:第一个粒子对第二个粒子的力将等于第二个粒子对第一个粒子的力,并且方向相反。
因为力是相等的,它们的比值是。
问题1:库仑定律
超额收费是放在一个半径为理想中性的导电球上。这个多余电荷对点电荷的库仑力是多少这是从球的表面?
两个主要的实现有助于解决这个问题,它们都是从高斯电学定律推导出来的:
理想导电球上的多余电荷均匀地分布在其表面
从电力的角度来看,一个均匀的电荷壳的作用就好像所有的电荷都包含在球体中心的一个点电荷中
有了这些认识,库仑定律的应用就回答了这个问题。如果点电荷在球外吗,那么力呢在是:
在这个方程中,是库仑常数,球形导体上的多余电荷是多少总距离以米为单位是从传导球的中心。
利用式中给定的值,我们可以计算出所产生的力: