例子问题
问题1:电
两个点电荷,每个都是+1C,相距2米。如果它们之间的距离加倍,它们之间的力是多少?
电荷之间的力保持不变
在这个问题上,知道如何有效地筛选问题陈述并只选择你需要的信息将会真正有帮助。我们得到了一堆值,但只需要知道一件事,那就是两个电荷之间的距离是原来的两倍。
库仑定律如下:
我们可以将其改写为初始和最终场景:
我们可以用一个方程除以另一个方程得到一个比值:
我们知道最终半径是初始半径的两倍,写成:
代入得到:
重新调整最后的力量,我们得到:
问题2:电
作用在点电荷上的力是多少点电荷它位于走?
用库仑定律。
代入已知值求解。
注意,电场力的正值对应于斥力。这应该是有意义的,因为两个粒子上的电荷是相同的符号(正电荷)。
问题1:点电荷间的电作用力
如果我们有2个电荷,和,那就是除此之外,施加在什么上的力通过如果我们知道负责…和负责…?
用库仑定律。
注意,两个相同符号的电荷(都是正的或都是负的)之间的电磁力是正值。这表示一种排斥力。
问题4:点电荷间的电作用力
确定两个相距3nm的质子之间的电磁力的大小。还要确定这个力是吸引的还是排斥的。
;有吸引力的
;令人厌恶的
;令人厌恶的
;令人厌恶的
;令人厌恶的
回想一下,库仑定律告诉我们,两个点电荷之间的力的大小为:
在这里,是两个粒子之间的力,这两个粒子的电荷是多少是两个电荷之间的距离。在我们的例子中,和是相同的,因为它们都是质子的电荷,表示为:,
因此,代入已知值并求解。
要确定这个力是吸引还是排斥,我们只需要检查电荷的符号。因为两个质子的电荷符号相同(正电荷),所以它们会相互排斥。
问题5:点电荷间的电作用力
一个大小的点电荷距离震级的点电荷0.01m。点电荷之间的电磁力是多少?
用库仑定律求出电荷间的电场力:
问题6:点电荷间的电作用力
一个大小的点电荷距离一个相同电荷的点电荷2nm。点电荷之间的电磁力是多少?
两个点电荷之间的电磁力由库仑定律给出:
现在,代入给定的电荷(大小相同),给定的常数,以及电荷之间的距离(以米为单位)来得到答案:
问题7:点电荷间的电作用力
两个距离为3米,电荷绝对值为1C和3C的带电金属之间的电磁力大小是多少?
我们得到了用库仑定律求出电磁力大小的所有必要信息:
在哪里库仑常数是多少,和分别收费是多少是电荷之间的距离。在我们的例子中:
问题8:点电荷间的电作用力
图中显示了三种电荷。求“顶”电荷受其他两个力(大小和方向)的合力。让假设所有电荷都是彼此远离。
让是左下角的粒子,成为最上面的粒子和是右下角的粒子。注意轴。
解决静电结构库仑定律问题的方法是找出力的大小,然后根据已知的电荷分配一个方向。库仑定律为:
在哪里和这两个粒子之间的力是和吗为电常数,为:
注意它们之间的距离和和?一样吗和。因为所有电荷的大小是相同的,这意味着力的大小(而不是方向)是相同的。所以力作用于从和作用在上面的力的大小一样吗从。
力的示意图如下:
记住,总是有相等和相反的力对。我们只关心作用于它的力最后一张图显示了作用在它上面的两种力和。注意,矢量箭头长度相等(力大小相等),方向不同。库仑力服从叠加定律,我们可以把它们相加。在此之前,让我们计算一下图中两个力的大小。
记住要把距离换算成米把电荷大小换算成库仑这样单位就算出来了不会有任何偏差。
红色矢量箭头和蓝色矢量箭头的大小都是。请注意,在下面的图中,如果电荷间距相等,它们将形成一个等边三角形。
这个角等于右边每个向量相对于所画直线的角度。为了把向量加在一起我们需要把向量的分量分离成它们的x分量和y分量然后把各自的分量相加。这就是对称可以方便地使问题变得更容易的地方。因为粒子是等距的,电荷大小都是相等的,这就导致了力的大小相等。通过检验可以证明,y分量必须相等且相反,因此可以相互抵消。
这意味着作用在就是x分量力的和。为了得到x分量,我们可以用这个角的余弦值。因为两个角相等,大小也相等,所以最后的答案是:
最终的答案是在x正方向上,用正答案和在x方向上表示。答案必须有一个大小和方向来描述作用在粒子上的合力。
问题9:点电荷间的电作用力
一摩尔电子带电荷,这被称为法拉第常数。假设法拉第常数是,确定每摩尔施加的电磁力单个摩尔的电子彼此之间由。假设电荷是静态的。用库仑定律,假设摩尔的电子表现得像点电荷。
根据库仑定律:
在哪里是点电荷之间的距离,,和是电子的电荷。在我们的例子中,。
问题1:静电学
如果,,那么作用在电荷2上的合力的大小是多少?
这些答案都不是
这些答案都不是
首先让我们设置两个轴。有在图中电荷3和2的右边在图中电荷1和2的上方,电荷2在原点。
科隆定律告诉我们点电荷之间的力是
作用在电荷2上的合力可以由电荷1作用在电荷2上的力和电荷3作用在电荷2上的力加起来决定。
由于电荷1和电荷2极性相反,它们具有吸引力;因此,电荷2受到一个指向电荷1的力方向)。通过使用哥伦布定律,我们可以确定这个力为
在方向
因为电荷2和3有相同的极性,它们有排斥力;因此,电荷2受到远离电荷2的力(在方向)。根据科伦定律,我们可以确定这个力为:
在方向
如果我们把这两个力首尾相连,我们可以构造合力:
从这里,我们可以看到和以电荷2上的合力为斜边画一个直角三角形。利用勾股定理,我们可以计算出合力的大小: