本章优化总结
静电力与万有引力大小的比较
对于基本粒子如电子、质子等,在原子直径的尺度内,静电力比万有引力大10倍,可见,静电力是远比万有引力强大的一种力,所以在考虑基本粒子间的相互作用时,万有引力完全可以忽略不计.
两个带电小球,质量都是1 kg,带的电荷量都为2.0×10 C,相隔较远,以至于两球可看成是点电荷,试求它们之间的静电力与万有引力之比为多少?
[思路点拨] 库仑定律和万有引力定律都遵守平方反比规律,反映了不同事物的相近性. [解析] 因为两球都可看成点电荷,所以可以直接应用库仑定律和万有引力定律计算静电力和万有引力.所以由库仑定律和万有引力定律可得:
-5
39
q1q2
r2kq29×109×(2.0×10-5)2F电
=== -11F引m1m2Gm26.67×10×1
G2
rk≈5.4×10
可见,对于一般的带电体,静电力远比万有引力大得多,万有引力可忽略不计.
10
[答案] 5.4×10
库仑定律与电荷守恒定律的应用
库仑定律讲的是适用条件,应用时应抓住条件才能正确解决问题.电荷守恒定律是自然界中存在着的守恒定律之一,接触起电就是规律的应用.例如等大的球形导体接触时平分电荷量,总量保持不变.
10
有3个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量为7Q,B带电荷量为-Q,C不带电,今将A、B固定起来,然后让C反复与A、B接触,最后移去C,求A、B的相互作用力变为原来的多少?
[解析] 在本题中C球不带电,让其分别与A、B接触,三个小球满足电荷守恒定律,电荷量会重新分配,最后三个小球都具有相同的电荷量.再分别利用库仑定律求解在不同时刻时的库仑力即可.
C与A、B反复接触,最后A、B、C三球电荷量均分,即
qA′=qB′=qC′=
7Q+(-Q)
=2Q 3
A、B间的作用力为
2
2Q·2Q4kQF′=k=2
r2r原来A、B间的作用力 7Q·Q7kQF=k2=2,
2
rr所以
F′4=. F7
4
[答案] 7