Question

4．中国的FY-3A卫星上可观测到高能质子和高能电子．如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q₁=+2×10^-14C和Q₂=-2×10^-14C．在AB的垂直平分线上有一点C且AB=AC=BC=6×10^-2m．如果有一高能电子在C点处，它所受的库仑力的大小和方向如何？

Answer 1

分析 电子在C点受到两个电荷的库仑力，根据平行四边形定则作图分析，求解合力的大小和方向即可．

解答 解：电子在C点同时受A、B处点电荷的作用力F_A、F_B，如图所示：

由库仑定律F=$\frac{{{q_1}{q_2}}}{r^2}$得：
F_A=F_B=k$\frac{{{Q_1}e}}{r^2}$
=9.0×10⁹×$\frac{{2×1{0^{-14}}×1.6×1{0^{-19}}}}{{{{（6×1{0^{-2}}）}^2}}}$N
=8.0×10^-21N
由平行四边形定则，在C点的电子受到的库仑力F=F_A=F_B=8.0×10^-21N，方向平行于AB向左．
答：如果有一高能电子在C点处，它所受的库仑力的大小为8.0×10^-21N，方向平行于AB向左．

点评 本题关键是根据库仑定律求解两个电荷单独存在时对电子的作用力的大小和方向，然后进行矢量合成，不难．