理论教育 电磁场基础原理第7课了解库伦定律

电磁场基础原理第7课了解库伦定律

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:[2]库伦定律的矢量表示库伦定律的矢量表达式为r0为电荷之间作用力的单位矢量r为电荷之间的距离两个电荷Q之间的作用力F,通常把相互之间的排斥力作为正方向库伦定律真空中或空气中的两个带电体,当带电体之间的距离比带电体的大小充分大的时候,相互之间的作用力可以看作与点电荷之间的作用力类似。两个带电体之间作用力的大小与两个带电体的电荷的乘积成正比,与两个带电体之间的距离的二次方成反比,该静电力也称为库伦力。

电磁场基础原理第7课了解库伦定律

两个点电荷Q(C)之间的作用力F(N):静电力

静电力(库伦力)

多个点电荷之间的作用力:

叠加原理

任意3个点上的电荷作用力

库伦力的合成

注:静电力为矢量,关于力的合成知识复习第2课。

[1]库伦定律

两个点电荷之间的作用力F(N)为:

Q1Q2为电荷(C)

r为电荷间的距离(m)

k为真空中的比例系数(空气中的也几乎相同),

力的方向:在两个电荷所确定的直线上,当两电荷的符号不同时为引力,符号相同时为排斥力。

[2]库伦定律的矢量表示

库伦定律的矢量表达式为

r0为电荷之间作用力的单位矢量

r为电荷之间的距离

两个电荷Q(C)之间的作用力F(N),通常把相互之间的排斥力作为正方向

库伦定律

真空中或空气中的两个带电体,当带电体之间的距离比带电体的大小充分大的时候,相互之间的作用力可以看作与点电荷之间的作用力类似。两个带电体之间作用力的大小与两个带电体的电荷的乘积成正比,与两个带电体之间的距离的二次方成反比,该静电力也称为库伦力。

力的方向在带电体连线的方向上,相互作用力方向向外的,称为排斥力,记为正。(www.daowen.com)

多个点电荷之间的作用力

电荷之间的作用力,大小和方向都可以用矢量来表示,多个点电荷存在的情况下,求其中的某个电荷上(里)的作用力,需要考虑除此电荷之外的其他各个电荷与该电荷之间的相互作用力,然后用矢量合成来表示该矢量的大小和方向。

在多个点电荷同时存在时,任意两个电荷之间独立的作用力,不会因为其他电荷的存在而改变。因此,可以通过分别计算两两电荷之间的作用力,然后通过矢量合成而计算最终的合力,也就是实际的作用力,这种方法称为叠加原理。

例题1

如图所示,真空中的两个电荷电量分别为3×10-6C、1.2×10-5C,它们之间的距离为9cm,求两个电荷之间的静电力。

【例题1解】

两个电荷之间的静电力F(N)为

例题2

如图所示,一个边长为6cm的等边三角形,以为顶点,2×10-6C、-2×10-6C、2×10-6C的三个点电荷分别位于三角形的三个顶点ABC的位置,求顶点A所受到的静电力。

【例题2解】

顶点AB间的静电力为

顶点AC间的静电力为

如图所示,顶点A所受的静电力FABFAC的合力大小为

FA=|FAB|=|FAC|=10N

例题3

在例题1的条件下,A、B两点所定的一条直线上,放置另一个电荷于A、B点之间,求在A、B点之间的电荷所受合力为0的位置。

【例题3解】

假设电荷Q位于A、B点之间的C点的位置,当A、C点之间的距离为x时,在C点上的电荷受到的力FCAFCB(N)为

因为,这两个力是正反作用力,FCA=FCB,所以:978-7-111-54675-7-Chapter01-91.jpgx=0.03m或=-0.09m

到A点的距离为3cm时,它所受到的静电力的合力为0。

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