点电荷的电场强度公式是
其中
Q 是点电荷的电量
ε0是真空介电常数
r是场点半径
公式由来
点电荷的场强计算可以使用库仑定律来进行。库仑定律描述了两个点电荷之间的电力相互作用。
库仑定律的表达式如下:
F = k * (|q1| * |q2|) / r^2
其中,
F 是电荷之间的电力(也可以称为电场强度),
k 是库仑常数,其值约为 8.99 × 10^9 N·m^2/C^2,
q1 和 q2 是两个电荷的大小(带正负号表示电荷的性质),
r 是两个电荷之间的距离。
通过使用库仑定律,我们可以计算得到两个电荷之间的电场强度。请注意,在计算中要使用正确的单位,并确保电荷和距离的值符合所选单位的要求。
点电荷场强计算的例题
题目:一个带有电荷量为 2 μC 的正电荷和一个带有电荷量为 -5 μC 的负电荷相距 10 cm,在空气中的电力是多少?(假设空气中的相对介电常数为 1)
解答:
首先,我们需要将电荷量转换为库仑单位(C)。1 μC = 1 × 10^-6 C。
给定数据:
q1 = 2 μC = 2 × 10^-6 C
q2 = -5 μC = -5 × 10^-6 C
r = 10 cm = 0.1 m
根据库仑定律的公式 F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,将数据代入计算:
F = (8.99 × 10^9 N·m^2/C^2) * ((2 × 10^-6 C) * (5 × 10^-6 C)) / (0.1 m)^2
计算结果为:
F ≈ 8.99 × 10^9 N·m^2/C^2 * (10^-12 C^2) / (0.01 m^2)
≈ 8.99 × 10^9 N * 10^-12 / 0.01
≈ 8.99 × 10^-3 N
所以,在空气中,这两个电荷之间的电力为约 8.99 × 10^-3 牛顿。
注意:在实际计算中,可能需要进行单位换算和数值约束。另外,如果介质不是真空而是其他具有相对介电常数的物质,则需要将库仑常数乘以相对介电常数来获得修正后的库仑常数。