区分静电力与电场力的区别 电场力是什么

这里所说的静电力并不是指用头发摩擦过胶笔筒后,胶笔筒上所带的静电力,而是指在真空中,两个静止的电荷直接的引力或斥力,也叫做库仑力,其大小可以表示为F=KQq/r2,其中K为静电力常数,其大小为9×10^9N.m2/C2,它是一个准确值,可以有真空介电常数来推导出来,在此我不做推导,以后会有所介绍的 。

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而电场力是电场对电荷产生的力,在匀强电场中,其电场强度处处相等,因此,把一个正电荷放入匀强电场中后,可以发现正电荷在匀强电场中做曲线运动 。当然,电场力是包括静电力的,在真空中,点电荷产生的电场中,其电场力就是静电力,即F=KQq/r2 。当在真空中给两个点电荷同时加上一个很大的匀强电场后,通过场强的公式可以算得F=E×Q,它的大小要比两个点电荷直接的静电力大得多,因此,这时两个电荷之间的静电力就可以忽略了 。下面,我们来通过一个例子来加以区分静电力与电场力的区别吧!

区分静电力与电场力的区别 电场力是什么

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【区分静电力与电场力的区别 电场力是什么】现有3根长度均为L且不可伸缩的绝缘细线,其中两根线的一端固定在屋顶的统一位置O,另一端分别栓有质量均为m的带电小球A和B,它们的电荷量分别为+q和-q,带电的金属小球A与B之间用第三根细线连接起来,若该空间中有一个水平向右的匀强电场E,是AB细线拉紧后且处于平衡状态,已知重力加速度g,求所加云强电场E的最小值为多大呢?

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对于这样的物理问题,我们首先得进行分析 。在空间中,两个带电的金属小球除了受到静电力外,它还受到了万有引力的作用,而在前面我们已经了解到,真空中两个带电的点电荷直接的静电力为两个带电点电荷之间的万有引力的10^39数量级,因此,在对系统进行受力分析时,首先得剔除掉两个带电小球之间的万有引力 。

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如果两个带电小球所带的电荷量足够小,那么它们之间的静电力要远远小于匀强电场对它们的电场力,为了使问题简化,我们姑且认为它们所带的电荷量很小吧,从而只考虑到带电金属球在电场中受到的电场力 。
要使A、B两球处于静止状态,首先得先对A与B球中任何一个小球进行受力分析,然后通过多点力平衡条件进行求解即可 。

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在上图的受力分析中,Eq为带电金属小球A在电场中受到的电场力,由共点力平衡的条件可得,Fcosα=Eq(1),Fsinα=mg(2),由于三根细线的长度均为L,故而三角形ABO为等边三角形,所以α的值为60度,联立(1)、(2)可得E=√3mg/3q 。
现在,我们将以上的一个例子进行延伸,当用一根火柴烧断细线OB时,由于有金属小球在空气的阻力下会重新达到平衡位置,假若此时的匀强电场的场强E不变,求此时两细线之间的拉力为多大呢?
首先,我们还是要对两个小球进行受力分析,其受力图如下:

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此时我们设γ为细线OA与竖直方向的夹角,μ为细线AB与竖直方向的夹角 。首先研究A球的共点力平衡的条件,即F1sinγ+F2sinμ=Eq(3),F1cosγ-F2cosμ=mg(4) 。在对球进行受力分析,由共点力的条件可得F2’sinμ=Eq(5),F2’cosμ=mg(6) 。
又因为F2与F2’为一对作用力与反作用力的关系,由牛顿第三定律可得,F2=F2’ 。现在联立(3)式(5)式可得,只有当sinγ=0时,(3)F1sinγ=F2sinμ=Eq才成立,而正弦sinγ=0时,在平面内其夹角γ就等于零 。

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这说明细线OA处于竖直状态时,金属球A和B组成的系统就平衡了,再将所有的等式进行联立,得出两细线AB的拉力为2√3mg/3 。
当然,我们学习物理并不是简简单单的用来解题,而是要学会一些思考问题的方法,解决此物理题中是将整体法与隔离法不断的转化运用,从而将复杂的问题简单化,以此来便于我们处理问题 。