Question

16．地球是一個(gè)帶電體，且電荷均勻分布于地球表面．若已知地球表面附近有一電荷量為2×10^-4C的正電荷受到4×10^-3N的靜電力，且方向豎直向下，則地球帶何種電荷？所帶總電荷量為多少？（已知地球半徑R=6.4×10⁶m，k=9×10⁹N•m²/C²）

Answer 1

分析 根據(jù)帶電球體的場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)的定義式，代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可，根據(jù)正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是發(fā)散的，負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是匯聚的，判斷地球帶電的正負(fù)．

解答 解：地球所帶電荷量可以認(rèn)為集中于地球中心，設(shè)點(diǎn)球所帶電量為Q，則地球表面附近場(chǎng)強(qiáng)為：
$E=\frac{kQ}{{R}^{2}}$…①
據(jù)場(chǎng)強(qiáng)定義式知：$E=\frac{F}{q}$…②
將k=9×10⁹N•m²/C²，R=6.4×10⁶m，F(xiàn)=4×10^-3N，q=2×10^-4C代入①②，求得：
Q=9.1×10⁴C
因?yàn)檎�電荷受到的電�?chǎng)力豎直向下，故地球附近的電場(chǎng)方向豎直向下，即指向地心，地球帶負(fù)電．
答：粒子負(fù)電；電量為9.1×10⁴C．

點(diǎn)評(píng) 電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，其方向與正試探電荷受到的電場(chǎng)力方向相同，而與負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向相反，這是電場(chǎng)中基本知識(shí)，要牢固掌握．