浪漫美景图片:几个物理问题

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/04/27 09:26:59
有这样几个物理问题

1.在地球和太阳的正中间,有一个标准指南针,那么这个指南针的S极会怎样?为什么?
2.地磁和重力有什么联系?假如有一天地磁消失了,重力会怎样?为什么?
3.将一个标准指南针放在南极点,S极会怎么样?为什么?

要回答得详细`准确的话,我会再加分.

1.应该是不动,因为指南针能工作是受到地磁场的影响而指向南北,而指南针在地球和太阳的正中间,虽然太阳与地球发出强大的磁场,但因为地球发出的磁场距离指南针的位置太远,所以没有效果,而太阳发出的磁场受到地球磁场的影响而呈弧旋形指向地球,而且距离太远使效果减弱,所以指南针此时不动。

2.地磁和重力其实存在一定的内在关系。重力是由于地球的万有引力作用而产生(也可用广义相对论解释)。而 按照物理学研究的结果,高温,高压中的物质,其原子的核外电子会被加速而向外逃逸,所以,地核在6000K的高温和360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来,地幔间会形成负电层.
按照麦克斯韦的电磁理论,可以总结出这样一句话:电动生磁,磁动生电.所以,要形成地球南北极式的磁场,必然需要形成旋转的电场,而地球自转必然会造成地幔负电层旋转,即旋转的负电场. 磁场由此而生。
而电场又与重力有千丝万缕的联系。首先重力异常之谜,由于地内电场的感应作用,地壳中的一些金属矿物会感应出一些“附加电场”,这些电场的引力会对地表的重力产生影响,形成所谓的“重力异常”。
重力与电场力的比较
共同点之一:重力和电场力都具备“万有作用”特性。
实验中的电场力几乎对所有的中性物质微粒起作用。为此我们可以引入一个最简单的物理实验:将一个橡胶棒与毛皮摩擦,它会吸引轻小的中性物体(小蚂蚁被吸到橡胶棒上以后行动自如,表明这种电场引力对生命活动不会造成影响)。这是因为,经过摩擦的绝缘体表面带上了电荷,也就是产生了电场,这种电场会吸引任何中性物质的微粒(金属也不会因为自身存在“屏蔽作用”而例外)。
重力场对所有的中性物质都有作用力,在对中性物质的作用力的问题上二者都具有普遍性,可以说是“万有”的,这也是其与磁力最本质的区别。中性物质能被电场吸引。这是因为带有正、负两种电场是所有中性物质的共性,也就是“万有”特征。
共同点之二:在重力场和强电场中都有气体电离现象和放电现象。
强电场会使它周围的一些气体电离,地球空域同样存在电离层;强电场中有放电现象,重力场中有雷电和高空闪电(向太空放电的雷闪)现象;强电场中有“电晕”现象,重力场中有极光现象。
共同点之三:重力和电场力使用雷同的计算公式。
电场力的计算使用库仑定律,可以用公式表示为:
F=K•Q1Q2╱R2
重力是用牛顿的万有引力方程式来计算的,这个方程式为:
F=G•M1M2╱R2
两个公式如出一辙,两个力都遵循平方反比定律,这不是巧合,而是表明两种力具有共同的属性。
二者的最大区别,是比例常数值的区别,万有引力的比例常数和库仑定律的比例常数为什么不同呢?库仑定律是单纯的两个电场力的关系,因而这种作用力很大。
万有引力所指的“引力”是多个电场力之间的合力关系。因为物质中都有正负两种电场,产生引力的同时也有极大的斥力。大部分引力被斥力抵消,这造成了牛顿所使用的比例常数与库仑定律中比例常数的巨大差异。
至于电量Q和质量m之间的关系,我们还须从原子的构成去分析:原子是由原子核和绕核运动的电子组成的,原子核中的质子和中子越多,质量越大。也就是说,质量和“含电量”有着正比关系,在一定的参照系内,质量可以作为物质所隐含的电场量的标志。
共同点之四:重力和电场力作用的延伸性相同。
重力可以延伸到很远的地方,就连远在38万公里以外的月球也在这个力的作用半径内。
电场力如果足够大,也可以延伸到很远的地方,电场力的作用距离与其相对电势(电压)的大小成正比。电势越高,引力作用的半径也越大。
共同点之五:重力和电场力做功的特性相同。
重力为保守力,做功只与起点和终点的位置有关,而与路径无关。
比如:一个人把重物从甲地扛到乙地(甲乙两地处于重力场的等势面上),即使两地相隔万里,重力也没有做功;把重物从地上搬起再放回原地上,重力所做的正功和负功互相抵消,也等于没有做功。
静电场力也是保守力,其做功同样只与起点和终点的位置有关而与路径无关。
而所谓的“静电场”只是相对于参照物而言的,绝对“静止”的电场也是不存在的。
共同点之六:重力和电场力都可以叠加。
电场力因电场(电荷)的叠加而叠加,重力因受力物质的质量增加而叠加,而在同一参照系中,物质的“含电量”与物质的质量又有着密切联系的“电——质比”。中性物质在没有外加电场的情况下,其隐含的正负电场力互相抵消,物质不显电性,但其中的电场却不会消失,在原子领域两种电场是时时刻刻都存在的——核外电子有负电场,核内质子有正电场。
由于中子是由质子和电子结合而成的,而且二者并没有因结合而“湮灭”,所以中子同样是正、负电场的结合体,其两种电场会在更小的范围内(夸克之间)并存。在一定条件下,中子会衰变成带正电场的质子和带负电场的电子,这就是最好的证据。
由此可见,中性物质(包括中子、光子等)普遍隐含着两个电场。这两种电场的大小与物质的质量有着密切的联系,质量的增加其实可以看成是中性物质隐含的两种电场的叠加。
结论
重力是电场引力和电场斥力的复杂作用,地球重力即地内电场对物质的引力。
引力的表达式应为:
F重=F引-F斥=K•Qq1/R12 - K•|Qq2|/R22
上式中,Q是地电场的电量;
q1是中性物质中正电电量;
q2是中性物质中负电电量;
R1是地电场源到中性物质中正电场源的平均距离;
R2是地电场源到中性物质中负电场源的平均距离。
由于中性物质中正、负电场的距离非常小,所以相对于地电场而言,引力比斥力的绝对值只大了极其微小的一点,这些力的叠加,就是我们感受到的重力——地心引力。

3.自然界中,许多物质具有吸引铁、镍、钻等物质的属性,这叫作磁。磁体上磁性最强的部分称为磁极。可以在水平面内自由转动的条形磁条,在磁场的作用下静止时,方向大致指向南北。指北的一端称北(N)极,指南的一端称南(s)极。我们生活所依存的地球是一个磁性天体,如同任何磁体一样,它也有性质相反的两个磁极。而地磁北极并不在地理南极点上,而位于南极洲的维多利亚土地上,即东经156° 16′及南纬72°25′的位置上,所以指南针放在南极点,N极会指向该位置。

这是我自己想的,错了还请见谅。