电场力公式(高中物理有关电场力的公式)
电场中的电荷所受电场力的大小,在电场中并不是均匀的,而是由电荷数目、运动情况和所受电场力的方向决定的。 (1)电荷间有相互排斥和吸引,其排斥力F与它们间距离d、电势E及电性H有关,而与其电荷数目q无关。 F与q和电势E有关,而与电性H无关。 (2)电场力的方向是指向电场线方向。任何点电场中任何一对相互垂直且平行的两点间都存在着电场线,且电场力只作“正电荷”作用于带电体表面,不作“负电荷”作用于带电体内部。如图2所示: (3)平行四边形定则 (4)一对平行板电路中,板上任意一点电压为E,则电流总强度为F=E*I。 (5)对于一个带电体沿其长度方向有大小相等、方向相反且相互吸引的电场时,电场强度F= EK
一、电场力的大小和方向
1.电场力的大小:电场力F= qv,q为电荷的正电荷密度,v为电场中的电场线长度。 2.方向:在电场中任意两点间存在一条有方向的曲线称为电场线,电场中某一点受到的电场力总是指向该点所在直线方向。 3.与电场力方向垂直的直线是电势差曲线,电场力在此平面内作垂直于电势差曲线方向的偏转。 4.静电力作用下沿光滑圆周运动的两个质点分别沿切线和法线方向运动时,由于作用力F在切线和法线处有正、负电荷,所以它们同时向圆心O移动,我们把它叫做静电力的做功过程。静电感应现象也是这种情况。
二、库仑定律
库仑定律是德国科学家库仑在1821年发现的。根据这一定律,任何两个带同样电荷的物体间都存在着排斥力,且排斥力的方向总是平行于它们之间的距离。 根据这个定律,库仑在做安培定则实验时发现了电荷守恒定律。安培定则认为,在绝对零度(约为零下273.15摄氏度)时,所有带同样电荷的物体都处于静止状态,称这种状态为绝对零度。而电荷也都是从同一零电荷而来,正如它们也是静止一样,所以也都处于静止状态。 库仑定律在科学上的意义:(1)为一切物理现象提供了普遍规律;(2)在一定程度上揭示了力的本质;(3)它是量子力学的一个基本规律。
三、安培定则
安培定则是电场强度的基本定理,在这里又用到了洛仑兹力的定义。 安培定则说明:电荷在电场中受电场力时,电荷所受电场力的大小和方向都与该电荷受到的电场力成正比,即F= IC。 安培定则对任何均匀分布的点电场都成立,而对不均匀分布的点电场却不成立。这是因为对于点静电场而言,电荷沿电场线方向所受到的电场力F是由N个同样大小的正、负离子构成、且方向相同而作用力却不同所决定,所以F= IC。当点电场线上两个点电荷所受合力 Fp与两点电荷单位面积内所受正电荷数N成正比时,则F= QH。即F= QH,其中 Qh为电场强度或电场分量。
四、带电粒子在电场中的受力分析
带电粒子在电场中受到的力包括电场力、洛伦兹力和焦耳热力矩。 (1)电场力是由于带电粒子受到电场的作用而产生的,它与带电粒子的电量及运动情况无关。电场力方向与带电粒子垂直,与电场方向平行,但不垂直于电场方向。电场力公式:F= kx。 (2)洛伦兹力是由于带电粒子受到重力、电子对其的斥力和电子对电荷间相互作用产生的,是矢量。 (3)焦耳热力矩:当带电粒子运动速度一定时,带电粒子所受合力(力矩)随速度增大而减小,这种合力叫做焦耳热力矩。