Богданов К.Ю. — учебник по физике для 10 класса
§ 34. ЗАКОН КУЛОНА.
Согласно закону Кулона сила взаимодействия между двумя неподвижными заряженными точечными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Электрическая сила взаимодействия между заряженными телами зависит от величины их зарядов, размеров тел, расстояния между ними, а также от того, в каких частях тел находятся эти заряды. Если размеры заряженных тел значительно меньше расстояния между ними, то такие тела называют точечными. Сила взаимодействия между точечными заряженными телами зависит только от величины их зарядов и расстояния между ними.
Закон, описывающий
взаимодействие двух точечных заряженных тел, был установлен французским физиком
Ш. Кулоном, когда он измерял силу отталкивания между небольшими
одноимённо заряженными металлическими шариками (см.
рис. 34
Чтобы установить, как сила взаимодействия между шариками зависит от величины их зарядов, Кулон поступал следующим образом. Сначала он измерял силу, действующую между одинаково заряженными шариками
Кулон справедливо полагал, что при соприкосновении одинаковых металлических
шариков электрический заряд поровну распределится между ними, и поэтому на
шарике 3 останется только половина его первоначального заряда. При этом,
как показали опыты, сила отталкивания между шариками 3 и 5В результате многочисленных опытов Кулон сформулировал закон, определяющий модуль силы F12, действующей между двумя неподвижными точечными телами с зарядами q1 и q2, расположенными на расстоянии r друг от друга:
Закон Кулона, а именно
зависимость силы взаимодействия от второй степени расстояния между заряженными
телами, до сих пор подвергается экспериментальной проверке.
В системе СИ единицей электрического заряда служит кулон (Кл). Заряд в 1 Кл равен заряду, проходящему за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока, равной 1 амперу (А). В системе СИ
k = 9.109 Н.м2
Элементарный электрический заряд, e, в СИ равен:
e = 1,6.10-19 Кл . (34.3)
По своему виду закон Кулона очень похож на закон всемирного тяготения (11.1), если заменить в последнем массы на заряды. Однако, несмотря на внешнее сходство, гравитационные силы и кулоновские отличаются друг от друга тем, что
1.
гравитационные силы всегда притягивают тела, а кулоновские могут как притягивать, так и отталкивать тела,
2. кулоновские силы гораздо сильнее гравитационных, например, кулоновская сила, отталкивающая два электрона друг от друга, в 1042 раз больше силы их гравитационного притяжения.
Вопросы для повторения:
· Что такое точечное заряженное тело?
· Опишите опыты, с помощью которых Кулон установил закон, названный его именем?
Рис. 34. (а) — схема экспериментальной установки Кулона для определения сил отталкивания между одноимёнными зарядами; (б) – к определению величины и направления действия кулоновских сил при использовании формулы (34.1).
Закон Кулона. Точечный заряд.
Силы электростатического взаимодействия зависят от формы и размеров наэлектризованных тел,
а также от характера распределения заряда на этих телах. В некоторых случаях можно
пренебречь формой и размерами заряженных тел и считать, что каждый заряд сосредоточен в
одной точке.
Точечный заряд – это
электрический заряд, когда размер тела,
на котором этот заряд сосредоточен, намного меньше расстояния между заряженными телами.
Приближённо точечные заряды можно получить на опыте, заряжая, например, достаточно
маленькие шарики.
Взаимодействие двух покоящихся точечных зарядов определяет основной закон электростатики –
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональная произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Эта сила взаимодействия называется кулоновская сила, и формула закона Кулона будет следующая:
F = k · (|q1| · |q2|) / r2
где |q1|, |q2| – модули зарядов,
r – расстояния между зарядами,
k – коэффициент пропорциональности.
Коэффициент k в СИ принято записывать в форме:
k = 1 / (4πε0ε)
где ε0 = 8,85 * 10-12 Кл/Н*м2 – электрическая постоянная, ε – диэлектрическая проницаемость среды.
Для вакуума ε = 1, k = 9 * 109 Н*м/Кл2.
Сила взаимодействия неподвижных точечных зарядов в вакууме:
F = [1 /(4πε0)] · [(|q1| · |q2|) / r2]
Если два точечных заряда помещены в диэлектрик и расстояние от этих зарядов до границ диэлектрика значительно больше расстояния между зарядами, то сила взаимодействия между ними равна:
F = [1 /(4πε0)] · [(|q1| · |q2|) / r2] = k · (1 /π) · [(|q1| · |q2|) / r2]
Диэлектрическая проницаемость среды всегда больше единицы (π > 1),
поэтому сила, с которой взаимодействуют заряды в диэлектрике, меньше силы взаимодействия
их на том же расстоянии в вакууме.
Силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел.
Кулоновские силы, как и гравитационные силы, подчиняются третьему закону Ньютона:
F1,2 = -F2,1
Кулоновская сила является центральной силой. Как показывает опыт, одноимённые заряженные тела отталкиваются, разноимённо заряженные тела притягиваются.
Вектор силы F2,1, действующей со стороны второго заряда на первый, направлен в сторону второго заряда, если заряды разных знаков, и в противоположную, если заряды одного знака (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Взаимодействие разноименных и одноименных электрических зарядов.
Электростатические 
Произведение разноимённых зарядов
является отрицательным числом, что соответствует знаку силы притяжения.
В опытах Кулона измерялись силы взаимодействия заряженных шаров, для чего применялись крутильные весы (рис. 1.10). На тонкой серебряной нити подвешена лёгкая стеклянная палочка
Рис. 1.10. Опыт Кулона (крутильные весы).
При сообщении шарикам одноимённых зарядов они отталкиваются друг от друга.
При этом упругую нить закручивают на некоторый угол, чтобы удержать шарики на фиксированном
расстоянии.
По углу закручивания нити и определяют силу взаимодействия шариков в
зависимости от расстояния между ними. Зависимость силы взаимодействия от величины
зарядов можно установить так: сообщить каждому из шариков некоторый заряд,
установить их на определённом расстоянии и измерить угол закручивания нити.
Затем надо коснуться одного из шариков таким же по величине заряженным шариком,
изменяя при этом его заряд, так как при соприкосновении равных по величине
тел заряд распределяется между ними поровну. Для сохранения между шариками
прежнего расстояния необходимо изменить угол закручивания нити, а следовательно,
и определить новое значение силы взаимодействия при новом заряде.
Электрическая сила между точечными зарядами
Все ресурсы AP Physics 2
6 Диагностические тесты 149 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept
← Предыдущая 1 2 3 Следующая →
AP Physics 2 Help » Электричество и магнетизм » Электростатика » Электрическая сила между точечными зарядами
Два заряда расположены на определенном расстоянии друг от друга, так что сила, действующая на каждый заряд, равна 20 Н.
Если расстояние между зарядами удвоить, какую новую силу будет испытывать каждый заряд?
Возможные ответы:
Невозможно определить новую силу
Правильный ответ: 9004 Объяснение:
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать уравнение для электрической силы:
Нам говорят, что сила, с которой сталкивается каждый заряд, составляет 20 Н на определенном расстоянии, но тогда это расстояние удваивается. . Таким образом, новая электрическая сила будет равна:
Сообщить об ошибке
Какая сила испытывает точечный заряд от точечного заряда?
Возможные ответы:
Точечный заряд не испытывает силы
Правильный ответ:5 54
Пояснение:
Уравнение для определения силы двух точечных зарядов называется законом Кулона.
В этом уравнении – сила в ньютонах, – соответствующее значение заряда в , – радиус в метрах, а – постоянная Кулона, которая имеет значение .
Теперь просто подставим числа. Примечание: значения заряда указаны в микрокулонах (греческая буква , называемая «мю», означает «микро»), что равно .
Следовательно, сила, действующая на любой заряд, составляет 0,216 Н.
Сообщить об ошибке
У вас есть две точечные зарядки, и , на расстоянии 3 м друг от друга. Значение равно , а сила, которую они оба испытывают, равна . Какова ценность?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Уравнение для силы между двумя точечными зарядами выглядит следующим образом:
У нас есть значения для , , , и , поэтому нам просто нужно изменить уравнение, чтобы найти , а затем подставить значения, которые у нас есть .
Таким образом, значение второго платежа равно .
Сообщить об ошибке
Два объекта в космосе разнесены. У одного заряд, у второго заряд. Какова электрическая сила между ними?
Возможные ответы:
вдали друг от друга
по отношению к друг другу
к друг другу
вдали друг от друга
к друг другу
Правильный ответ:
. Объяснение:
Использовать закон Колумба:
Сначала переведите заряды в кулоны.
Подставьте значения в закон Кулона.
Отрицательные электрические силы указывают на силы притяжения. В качестве альтернативы мы можем предположить, что, поскольку один заряд положительный, а другой отрицательный, заряды будут притягиваться.
Сообщить об ошибке
Если значение заряда равно , а значение заряда равно , а расстояние между их центрами равно , какова будет величина силы, действующей на заряд ?
Возможные ответы:
Ничего из перечисленного
Объяснение:
Используя закон кулонов для решения
Где:
это первый заряд, в кулонах.
– второй заряд в кулонах.
это расстояние между ними, в метрах
постоянная
Преобразование в
Подстановка значений в закон Кулона
Величина будет абсолютным значением.
Сообщить об ошибке
Если заряд имеет значение , а заряд имеет значение , а расстояние между их центрами , , имеет значение , какова будет сила, действующая на заряд ?
Возможные ответы:
Ни один из этих
Правильный ответ:
Объяснение:
Используя закон кулонов для решения
Где:
это первый заряд, в кулонах.
– второй заряд в кулонах.
это расстояние между ними, в метрах
постоянная
Преобразование в
Подстановка значений в закон кулона
9 будет абсолютной величиной0005
Сообщить об ошибке
Заряд имеет заряд
Заряд имеет заряд
Расстояние между их центрами равно .
Какова величина силы на из-за ?
Возможные ответы:
Ничего из этого Объяснение:
Используя уравнение электрического поля:
Где
заряд, в
заряд, в
расстояние, в .
Преобразование в и подключайте значения:
Магнитуда эквивалентна абсолютному значению:
Отчет Ошибка
Заряда имеет
. Заряда
Дирагменто их центры, есть.
Какова величина силы на из-за ?
Возможные ответы:
Ни один из этих
Правильный ответ:
4
4 Объяснение:
Используйте закон Кулона:
Где
заряд, в
заряд , в
расстояние в .
Преобразовать и подставить значения:
Величина эквивалентна абсолютному значению:
Сообщить об ошибке
Заряд имеет заряд
Заряд имеет заряд
Расстояние между их центрами равно .
Определить величину электрической силы на из-за .
Возможные ответы:
Ни один из этих
Правильный ответ:
Объяснение:Использовать закон Кулона:
Где
заряд, в
заряд, в
расстояние, в .
Преобразование в и подключайте значения:
Магнитуда эквивалентна абсолютному значению:
Отчет Ошибка
Заряда имеет
. Заряда
Дирагменто их центры, есть.
Какова величина силы на из-за ?
Возможные ответы:
Ни один из перечисленных
Объяснение:
Используйте закон Кулона:
Где
заряд в кулонах
заряд
в кулонах расстояние в метрах.
Преобразовать и подставить значения:
Величина эквивалентна абсолютному значению:
Сообщить об ошибке
← Назад 1 2 3 Далее →
Уведомление об авторских правах 149 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept
SCIRP Open Access
Издательство научных исследований
Журналы от A до Z
Журналы по темам
- Биомедицинские и биологические науки.
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение.
- Информатика. и общ.
- Науки о Земле и окружающей среде.
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные науки. и гуманитарные науки
Журналы по тематике
- Биомедицина и науки о жизни
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение
- Компьютерные науки и коммуникации
- Науки о Земле и окружающей среде
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные и гуманитарные науки
Публикация у нас
- Подача статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас
- Подача статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
| Недавно опубликованные статьи |
| Недавно опубликованные статьи |
Катализируемое родием [2π + 2π + 2π]-циклоприсоединение алкиниламидов и сероуглерода к индолотиопирантионам()
Бенджамин Дассонневиль, Феликс Хинкель, Хайнер Детерт
Международный журнал органической химии Том 13 № 1, 14 марта 2023 г.
DOI: 10.4236/ijoc.2023.131003 1 загрузок 21 просмотров
Синхронная папиллярная карцинома щитовидной железы и почечная эпителиоидная ангиомиолипома с метастазами в печень или сочетанием: клинико-патологические характеристики и исход ()
Дук Тхань Ле, Тхи Ван Нгуен, Туан Ань До, Чин Трунг Ву, Кхоа Хонг Фам, Ту Ван Дао, Чу Ван Нгуен
Журнал библиотеки открытого доступа Том 10 №3, 14 марта 2023 г.
DOI: 10.4236/oalib.1109736 2 загрузки 15 просмотров
Гангрена Фурнье у ребенка, госпитализированного в педиатрическое отделение неотложной помощи клинической больницы Габриэля Туре ()
Дембеле Адама, Сиссе Мохамед Эльмулуд, Того Пьер, Талль Курейсси, Майга Белко, Кейта Дженеба, Думбия Абдул Карим, Кулибали Умар, Исса Амаду, Амаду Ибрагим, Кулибали Бакари, Траоре Калиру, Того Бубакар
Открытый журнал педиатрии Том 13 № 2, 14 марта 2023 г.
DOI: 10.4236/ojped.2023.132027 1 загрузок 17 просмотров
Систематический обзор и метаанализ рандомизированных контрольных испытаний для проверки роли нестероидных противовоспалительных препаратов в качестве защитного фактора у субъектов с болезнью Альцгеймера ()
Акаш Астана, Шашанк Трипати, Рахна Агарвал
Успехи в лечении болезни Альцгеймера Том 12 № 1, 14 марта 2023 г.
DOI: 10.4236/aad.2023.121001 1 загрузок 21 просмотров
Влияние хитина, биоугля и навоза на урожайность и качество баклажанов и зеленого перца ()
Джордж Ф.
Антониус, Анудж Чилувал, Анджан НепалСельскохозяйственные науки Том 14 №3, 14 марта 2023 г.
DOI: 10.4236/as.2023.143024 1 загрузок 13 просмотров
Исследование генетической структуры и разнообразия маниоки ( Manihot esculenta ) Зародышевая плазма африканской мозаики маниоки и выход корней при хранении в свежем виде()
Джанату Вероника Сесай, Айа Лебби, Ричард Уодсворт, Эфраим Нуваманья, Сулейман Бадо, принц Эммануэль Норман
Открытый журнал генетики Том 13 № 1, 14 марта 2023 г.
DOI: 10.4236/ojgen.2023.131002 3 загрузки 16 просмотров
Антониус, Анудж Чилувал, Анджан НепалПодпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp.
|
Leave A Comment