7 四个50 μC 的电荷起初分隔甚远，然後被移到一直线上彼此间隔20.PDF

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2017-08-05 发布于天津
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7 四个50 μC 的电荷起初分隔甚远，然後被移到一直线上彼此间隔20.PDF

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7 四个50 μC 的电荷起初分隔甚远，然後被移到一直线上彼此间隔20

7. 四個 50 μC 的電荷起初分隔甚遠，然後被移到一直線上彼此間隔 2.0 cm ，求要組成這樣的電荷分布需做多少功？解： 1 = 2 = 3 = 4 = 50 ∁ a = 0 0 2 m 將電荷依序由無限遠移到定位，則 = 0 12 ( 13 23) ( 14 24 34) 2 3 2 13 12 13 (9 0 109) (50 10−6)2 = = 3 3 (2 0 10−2) = 4875J≈ 4 9kJ 8. 假設圖 23.1 中的三個粒子有相同的電荷 q 與質量 m ，如果它們從三角形的位置上被釋放，則當它們彼此相距甚遠時其速率 v 為何？解： Fig23.1 中的電荷系統具有位能 0 = 12 ( 13 23) = 3 2 (動能 0 = 0) 電荷釋放跑到無限遠時具有動能 = 2 (但位能 = 0) 根據機械能守恆 0 0 = 3 2 0 = 0 3 2 = √ 2 2 10. 某電容器由邊長為 25 cm 的正方形導體平板相隔 5.0 mm 所組成，板上的電荷為 ±1.1 μC ，求兩平板間的(a) 電場，(b) 電位差，(c) 儲存的能量。解：面積A = 0 5 0 5m2 = 6 5 0 2m2 間隔d = 5 0 0 3m 電荷q = 0 6∁ 1 1 10−6 6 (a) E = = −12 −2 ⁄ = 989 0 V⁄ = 0 MV⁄ ( ) ( ) 0 8 85 10 6 25 10 ( 6) ( 3) 3 (b)V = Ed = 989 0 5 0 0 V = 9 945 0 V = 9 9 V (c) = 1 ∁2 = 1 = 1 ( 0 6) (9 945 03)J = 5 47 0 3J 2 2 2 = 5 5 J 16. 將質子視為半徑 1 fm 的均勻帶電球，求質子表面的電能密度。解：質子表面電場強度 (9 0 109) (1 6 10−19) N 21 N E = = = 44 0 2 (10−15)2 C C 能量密度 = 1 ε0 E2 = 1 (8 85 0 12) ( 44 021)2 J⁄ 3 = 9 8 030 J⁄ 3 2 2 m m ≈ 5 7 04