高二物理库仑定律静态平衡有以下几个:
1. 两个点电荷之间的平衡:两个点电荷之间相互作用力遵循库仑定律,当它们位于同一条直线上时,它们的相互作用力可以互相平衡。
2. 两个带电体与磁铁之间的平衡:当两个带电体和一个磁铁处于同一平面上,且磁铁位于带电体的延长线上时,磁铁可以平衡带电体。
3. 带电粒子在电场和磁场中的平衡:当带电粒子在垂直于磁场和电场的方向上做匀速圆周运动时,它可以处于平衡状态。
以上信息仅供参考,如果您还有疑问,建议咨询专业教师。
题目:
一个质量为 m 的小球,放置在光滑的水平面上,与一个固定的绝缘球相距为 r。已知小球带正电,电荷量为 q。两个球之间的静电力为 F。求它们之间的距离 r 的最小值。
解答:
首先,我们需要知道两个球之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比,即:
F = k q1 q2 / r^2
其中,k 是静电力常数。
为了使两个球达到静态平衡,我们需要找到一个距离 r',使得两个球之间的静电力与它们之间的库仑斥力相等。库仑斥力是由于两个球之间的电场力相互作用产生的。
根据库仑定律,两个带电小球之间的库仑斥力可以表示为:
F' = k q^2 / (r'^2)
其中,r' 是两个球之间的距离。
为了使两个球达到静态平衡,我们需要找到一个距离 r',使得静电力等于库仑斥力。因此,我们可以列出方程:
F = F'
将上述两个公式带入方程中,得到:
k q1 q2 / r^2 = k q^2 / (r'^2)
化简得到:
r^2 = (q1 q2) / (q^2) (r'^2 - r'^2) = (q1 q2) / q^2 (r'^2 - 2r')
由于 r' 是距离的最小值,所以 r'^2 - 2r' 必须为最小值。当 r' = r 时,r'^2 - 2r' 最小值为 0。因此,距离的最小值为:
r = sqrt(q1 q2 / q^2 r)
为了使两个球达到静态平衡,最小距离 r 的值应该是两个球之间的静电力与库仑斥力的相等点。因此,最小距离 r 的值为两个球之间的距离的一半加上它们之间的半径之和。即:
r_min = (r/2 + R)
其中 R 是绝缘球的半径。
综上所述,为了使两个带电小球达到静态平衡,它们之间的距离的最小值为 sqrt(q1 q2 / q^2 r) + R。