真空中的物理定律

真空物理知识为了阐述真空技术中经常遇到的一些物理知识，特别是那些在真空行业中会经常遇到的一些基本物理定律和相关的理论问题，如理想气体定律、气体与蒸气的性质，气体内部各种动力过程的规律以及气体与固体间相互作用的规律等一系列问题，对真空物理中的一些问题进行一些介绍是十分必要的。

2.1 理想气体定律及其状态方程本节所介绍的定律及相关公式是针对平衡状态下，符合理想气体的有关假设条件的前提下而得出的。

由于在真空技术中研究的气体大多数处于常温和低压状态下，因此在工程计算中应用这些定律基本上是符合实际的。

现就有关问题分述如下：2.1.1 气体定律气体的压力p(Pa)、体积V （m 3）、温度T （K ）和质量m （kg ）等状态参量间的关系，服从下述气体实验定律：2.1.1.1 波义耳—马略特定律：一定质量的气体，当温度维持不变时，气体的压力和体积的乘积为常数。

即：pV=常数 2-12.1.1.2 盖·吕萨克定律：一定质量的气体，当压力维持不变时，气体的体积与其绝对温度成正比，即：2.1.1.3 查理定律：一定质量的气体，当体积维持不变时，气体的压力与其绝对温度成正比，即：上述三个公式习惯上称为气体三定律。

具体应用方式常为针对由一个恒值过程连结的两个气体状态，已知3个参数而求第4个参数。

例如：初始压力和体积为P 1、V 1的气体，经等温膨胀后体积变为V 2，则由波义耳—马略特定律，即可求出膨胀后的气体压力为P 2=P 1V 1/V 2。

这正是各种容积式真空泵最基本的抽气原理。

2.1.1.4 道尔顿定律：相互不起化学作用的混合气体的总压力等于各种气体分压力之和，即：P=P 1+P 2+……P n 2-4 这里所说的混合气体中某一组分气体的分压力，是指这种气体单独存在时所能产生的压力。

道尔顿定律表明了各组分气体压力的相互独立和可线性叠加的性质。

2.1.1.5 阿佛加德罗定律：等体积的任何种类气体，在同温度同压力下均有相同的分子数，或者说，在同温度同压力下，相同分子数目的不同种类气体占据相同的体积，人们把1mol 任何气体的分子数目N A 叫做阿佛加德罗数，N A =6.022×1023mol -1。

真空中的物理定律在物理学中，真空是指没有任何气体、液体、固体等物质存在的空间。

在真空中，物质的密度非常低，几乎可以忽略不计。

由于真空中没有分子或原子，因此真空中的物理特性与我们熟悉的环境有很大不同。

在这样的环境下，一些物理定律会呈现出独特的表现，本文将探讨真空中的物理定律。

首先，我们来讨论真空中的光速不变定律。

光速不变定律是相对论的基本原理之一，它指出光在真空中的传播速度是一个恒定值，即光速299,792,458米每秒，与光源运动状态无关。

这意味着无论观察者自身是静止的还是以任何速度运动，他们都会测得光速相同。

这一定律的提出颠覆了牛顿力学中的绝对时间和空间观念，揭示了时间和空间的相对性。

其次，根据爱因斯坦的质能关系公式E=mc^2，我们知道能量和质量之间存在着等效性。

在真空中，质量为m的物体如果完全转化为能量，其能量为E=mc^2。

这意味着在真空中，物质可以被彻底转化为能量，而能量也可以凝结成物质。

这一定律揭示了物质和能量之间的密切联系，为核能、宇宙演化等领域的研究提供了重要理论支持。

另外，根据普朗克量子理论，真空中也存在着虚粒子的产生和湮灭。

虚粒子是一对粒子和反粒子，它们在极短的时间内从真空中产生，然后立即湮灭消失。

这种现象被称为真空涨落，是量子力学中的重要概念。

虚粒子的产生和湮灭对真空中的物理过程产生了微小但显著的影响，影响着真空的性质和能量密度。

此外，在真空中，引力也会呈现出特殊的性质。

根据广义相对论，质量和能量会扭曲时空结构，形成引力场。

在真空中，即使没有物质存在，引力场仍然存在，这被称为引力波。

引力波是一种类似于电磁波的波动，它们传播的速度等于光速，可以携带能量和动量。

引力波的发现为研究宇宙中的黑洞、中子星碰撞等提供了重要线索。

最后，真空中的热力学定律也具有独特的表现。

根据热力学第零定律，当物体与真空接触时，它们会达到热平衡状态，即温度相等。

在真空中，由于没有气体分子的碰撞，热传导和对流等传热方式受到限制，热平衡的达成速度较慢。

真空中的物理定律真空是指没有任何物质存在的空间。

在真空中，没有空气、水、固体等物质，因此物质之间的相互作用非常微弱。

然而，尽管真空中没有物质，但物理定律仍然适用于这个特殊的环境。

本文将介绍一些在真空中适用的物理定律。

一、牛顿第一定律：惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它表明一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动的状态。

在真空中，没有空气阻力或其他外力的干扰，物体将保持其原有的运动状态。

这意味着如果一个物体在真空中静止，它将保持静止；如果一个物体在真空中匀速直线运动，它将保持匀速直线运动。

二、牛顿第二定律：力的作用定律牛顿第二定律描述了力与物体运动之间的关系。

它表明物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

在真空中，物体受到的力将直接影响其加速度。

例如，如果一个物体在真空中受到一个恒定的力，它将以恒定的加速度运动。

三、牛顿第三定律：作用与反作用定律牛顿第三定律表明，任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。

在真空中，这个定律同样适用。

例如，当一个物体对另一个物体施加一个力时，另一个物体将对第一个物体施加一个大小相等、方向相反的力。

四、万有引力定律万有引力定律是描述物体之间引力相互作用的定律。

根据这个定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

在真空中，没有其他力的干扰，物体之间的引力将遵循万有引力定律。

五、电磁力定律电磁力是描述带电粒子之间相互作用的力。

根据库仑定律，两个带电粒子之间的电磁力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

在真空中，没有其他电荷的干扰，带电粒子之间的电磁力将遵循库仑定律。

六、热力学定律热力学定律描述了热量传递和能量转化的规律。

在真空中，热量传递将通过辐射的方式进行，因为没有空气或其他物质来传导热量。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，辐射热量与物体的温度的四次方成正比。

总结：尽管真空中没有物质存在，但物理定律仍然适用于这个特殊的环境。

七静电场一、基本概念和规律1．库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上。

(2)公式：F＝k Q1Q2r2，式中的k＝9×109 N·m2/C2，叫静电力常量。

(3)适用条件：点电荷且在真空中。

2．电场、电场强度(1)电场：电场是电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。

静止电荷产生的电场称为静电场。

(2)电场强度①定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量的比值。

②公式：E＝F q。

(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。

(4)叠加性：如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的电场强度是各场源电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和。

3．点电荷电场强度的计算式(1)设在场源点电荷Q形成的电场中，有一点P与Q相距r，则P点的电场强度E＝k Qr2。

(2)适用条件：真空中的点电荷形成的电场。

4．电场线的用法(1)利用电场线可以判断电场强度的大小电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

同一电场中，电场线越密集处电场强度越大。

(2)利用电场线可以判定电场强度的方向电场线的切线方向表示电场强度的方向。

(3)利用电场线可以判定场源电荷的电性及电荷量多少电场线起始于带正电的电荷或无限远，终止于无限远或带负电的电荷。

场源电荷所带电荷量越多，发出或终止的电场线条数越多。

(4)利用电场线可以判定电势的高低沿电场线方向电势是逐渐降低的。

(5)利用电场线可以判定自由电荷在电场中受力情况、移动方向等先由电场线大致判定电场强度的大小与方向，再结合自由电荷的电性确定其所受电场力方向，再分析自由电荷移动方向、形成电流的方向等。

5．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。

(2)运算法则：平行四边形定则。

库仑定律知识集结知识元库仑定律知识讲解一、内容：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．二、表达式：F=k，式中k表示静电力常量，k=9.0×109N∙m2/C2．三、库仑定律适用条件1．库仑定律只适用于真空中的静止点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律．2．当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点电荷．但不能根据公式错误地推论：当r→0时，F→∞．其实在这样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了．3．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离．4．对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．四、应用库仑定律需要注意的几个问题1．库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．2．库仑定律的应用方法：库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理．注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力．3．三个点电荷的平衡问题：要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态，每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反，也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零．例题精讲库仑定律例1.'一个挂在绝缘丝线下端的带正电的小球B，由于受到固定的带电小球A的作用，静止在如图所示的位置，丝线与竖直方向夹角为θ，A、B两球之间的距离为r且处在同一水平线上。

已知B 球的质量为m，带电荷量为q，静电力常量为k，A、B两球均可视为点电荷，整个装置处于真空中。

1-2库仑定律1．定律内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成 ，跟它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的连线上.电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力.2．库仑定律的表达式 库仑力F ，可以是引力，也可以是斥力，由电荷的电性决定.k 称静电力常量，k=9.0×109 N ·m 2/C 2.3．库仑定律的适用条件： , ，空气中也可以近似使用.电荷间的作用力遵守牛顿第三定律，即无论Q 1、Q 2是否相等，两个电荷之间的静电力一定是大小相等，【例2】（2004·广东）已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电荷量为32 e ，下夸克带电荷量为－31e ，e 为电子所带电荷量的大小.如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l ，l =1.5×10－15 m.试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）.[解析]本题考查库仑定律及学生对新知识的吸取能力和对题中隐含条件的挖掘能力.关键点有两个：（1）质子的组成由题意得必有两个上夸克和一个下夸克组成.（2）夸克位置分布（正三角形）.质子带电荷量为+e ，所以它是由两个上夸克和一个下夸克组成的.按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处.这时上夸克与上夸克之间的静电力应为：F 1=k 23232l ee ⨯=94k 22l e 代入数值，得F 1=46 N ，为斥力上夸克与下夸克之间的静电力为F 2=k 23231lee ⨯=92k 22l e 代入数值，得F 2=23 N ，为引力.【方法总结】此题型新颖，立意较独特，体现了从知识立意向能力立意发展的宗旨.关键在于挖掘题目的隐含条件，构建夸克位置的分布图.［基本概念］1. 电荷及电荷守恒定律（）基元电荷：11601019e C =⨯-. （2）电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体这一部分转移到另一部分，这叫做电荷守恒定律。

真空中磁场的安培环路定理表达式
磁场的安培环路定理：
一、定义
1、安培环路定理：安培环路定理是物理和电学中一个重要的理论，它指出，在真空中 xyz 三个方向上，通过一定距离或一条环路的一个磁场线时，磁通环 mzmz 与安培数之间存在一种关系。

2、磁场线：磁场线是磁场的一种重要组成部分，每一条磁场线代表不同的磁场值。

二、表达式
安培环路定理表达式为：Mzmz= 2π i Φ，其中Φ是由偶然电磁现象形成的磁场的流过的安培数，i是圆的周长被用于测量的环路的距离。

三、推导
由于磁场力线总是有完整的封闭环路，根据磁感应定律，磁场中心点处将产生磁场，有M0=μ H 的关系，ΔH表示磁感应强度，μ是介质的磁导率，这时环路上的磁感应应该与安培数有关，于是就有了磁场安
培环路定理的表达式：Mzmz= 2π i Φ 。

四、应用
1、安培环路定理用于求解磁场的磁力矢量，可以准确测量磁场的强度、强度的方向以及磁场的变化情况。

2、可以用安培环路定理计算磁力矢量对电磁激励的结果，从而掌握不
同形状、尺寸和构造的电磁设备的性能和特性。

3、也可以用安培环路定理分析及设计空间电磁环境及其对周边子系统
的影响，更好地检测和预测管道、设备的运行状况。

真空中点电荷的电势一、电势和真空在物理学中，电势是描述电场能量分布的重要概念。

真空是不导电的介质，其中不存在自由电荷。

因此，我们可以在真空中考虑一个点电荷的电势分布，以便更好地理解该概念。

二、电势定义电势是描述电场势能分布的物理量。

对于一个点电荷，它在离开电荷的位置处的电势被定义为单位正电荷所具有的势能。

在真空中，点电荷的电势可以通过库仑定律进行计算。

1. 库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用力的定律。

对于两个点电荷之间的作用力，其大小与两电荷之间的距离成反比，与其电量的乘积成正比。

根据库仑定律，我们可以计算出点电荷的电势。

2. 电势公式对于一个具有电量Q的点电荷，在距离r处的电势由下式给出： V = kQ/r 其中，V表示电势，k是库仑常数，Q是电荷量，r是距离。

三、真空中点电荷的电势分布在真空中，点电荷的电势分布具有特定的特征。

以下是在真空中点电荷的电势分布的几个关键点：1. 单个正电荷的电势分布对于一个正电荷Q，在离开电荷的位置越远，电势越低。

这是因为电势的定义与离电荷的距离成反比。

电势的分布呈现出球对称的特征。

2. 单个负电荷的电势分布对于一个负电荷Q，在离开电荷的位置越远，电势也越低。

然而，与正电荷不同，电势分布呈现出与正电荷相反的球对称特征。

3. 多个电荷的电势分布当存在多个点电荷时，它们的电势会相互叠加。

根据叠加原理，我们可以将每个电荷的电势进行代数求和，得到整个系统的电势分布。

4. 等势面等势面是电势相等的点在空间中形成的曲面。

对于一个点电荷，其等势面呈现球面的形状。

球心即为电荷的位置，而球面上的每个点的电势值相等。

四、真空中点电荷的电势计算示例为了更好地理解电势的计算过程，我们来看一个简单的示例。

假设有一个电荷量为Q = 2.0C的点电荷，在距离该电荷r = 0.5m的某位置处，求该位置的电势。

根据电势公式V = kQ/r，我们可以计算得到：V = (9.0 × 10^9 N·m2/C2) × (2.0 C) / (0.5 m) = 3.6 × 10^10 V因此，该位置的电势为3.6 × 10^10 V。

库仑定律库仑定律（英文：Coulomb's law）：是电磁场理论的基本定律之一。

真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。

公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。

库仑定律成立的条件：真空中；静止；点电荷。

（静止是在观测者的参考系中静止，中学计算一般不做要求）库仑定律：法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。

库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。

因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。

库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。

真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1.Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。

同种电荷相斥，异种电荷相吸。

上述结论可表示为F=KQ1.Q2/r²，式中，K是静电常量。

如果各个物理量都采用国际制单位，即电荷量的单位用C(库)，力的单位用N，距离的单位用m,则K=9.0×910N·m²/C²定义：真空中两个静止点电荷之间的互相作用力，与它们的距离的2次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

验证:库仑定律是1784年至1785年间法国物理学家查尔斯·库仑通过扭秤实验总结出来的。

物理意义(1)描述点电荷之间的作用力，仅当带电体的半径远小于两者的平均距离，才可看成点电荷(2）描述静止电荷之间的作用力，当电荷存在相对运动时，库仑力需要修正为电磁力（Lorentz力）。

但实践表明，只要电荷的相对运动速度远小于光速c，库仑定律给出的结果与实际情形很接近。

注意事项(1)库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力,库仑定律不适用。

真空中的库仑定律介绍真空中的库仑定律是描述电荷之间相互作用的重要物理定律。

本文将从不同角度介绍该定律。

电荷与真空电荷简介电荷是物质的基本性质之一，可以分为正电荷和负电荷两种。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

真空的概念真空是指没有物质存在的空间。

在真空中，没有分子、原子等物质，因此不会有传统意义上的电荷导体。

库仑定律的描述库仑定律的公式库仑定律可以用以下公式表示：F=k⋅|Q1⋅Q2|r2其中，F表示电荷之间的力，Q1和Q2表示电荷的大小，r表示电荷之间的距离。

k 是库仑定律的比例系数。

库仑定律的意义库仑定律描述了电荷之间的相互作用力，是电动力学的基础之一。

它不仅适用于真空中，也适用于介质中的电荷之间相互作用。

真空中的库仑定律的推导推导过程库仑定律的推导基于静电学的基本原理。

通过分析电荷之间的相互作用力，可以得出库仑定律。

1.假设有两个电荷Q1和Q2，它们之间的距离为r。

2.根据库仑定律，电荷Q1对电荷Q2的作用力与它们之间的距离的平方成反比，与电荷的大小成正比。

3.根据牛顿第三定律，Q1对Q2的作用力和Q2对Q1的作用力大小相等，方向相反。

4.将作用力的大小表示为F，可以得到以下公式：F=k⋅|Q1⋅Q2|r2推导结果通过上述推导过程，得到了库仑定律的公式，描述了真空中电荷之间的相互作用力。

库仑定律的应用电场的产生库仑定律描述了电荷之间的相互作用力，可以进一步推导得到电场的概念。

电场是由电荷产生的一种物理量，可以用来描述电荷的作用效应。

静电力与电动力学库仑定律是电动力学的基础，可以用于解释电荷之间的相互作用。

静电力是指电荷之间在静止状态下的相互作用力，动电力是指电荷之间在运动状态下的相互作用力。

电磁学中的应用库仑定律在电磁学中有广泛应用，可以用于解释电磁感应、电磁波传播等现象。

它是理解电磁学中许多重要概念的基础。

总结真空中的库仑定律是揭示电荷之间相互作用的重要定律。

通过库仑定律可以推导出电场的概念，进一步应用于解释静电力和电动力学。

高中物理每日一点十题之库仑定律一知识点1.库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力.2.库仑定律的表达式：F＝k q1q2r2.①q1、q2指的是两带电体电荷量的绝对值；②r指的是两点电荷间的距离；③k叫作静电力常量，与带电体周围介质有关.真空中：k＝9.0×109 N·m2/C2(空气中近似相等).3.库仑定律适用范围：(1)真空中(空气也可)；(2)静止(小于光速即可，要求不严格)；(3)点电荷(理想化模型).4.点电荷(1)定义：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，可将其看作带电的点，叫作点电荷.(2)带电体看成点电荷的条件：带电体本身的大小远小于它们之间的距离.(3)点电荷是一个理想化模型，与力学中的质点类似.十道练习题（含答案）一、单选题（共8小题）1. 下列关于点电荷的说法正确的是( )A. 任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷B. 体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C. 当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D. 一切带电体都可以看成是点电荷2. 下列关于点电荷和元电荷的说法正确的是( )A. 只有体积小的带电体才可以看成点电荷B. 元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量C. 物体带电量有可能为4.0×10－19 CD. 两个相距很近的带电球体，可以看成是电荷集中在球心的点电荷3. 关于库仑定律公式F＝k，下列说法正确的是( )A. 该公式对任何情况都适用B. 当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞C. 当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了D. 当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式不适用了4. 对于库仑定律，下面说法正确的是( )A. 相互作用的两个点电荷，若它们的电荷量不相同，它们之间的库仑力大小一定不同B. 静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2，是由卡文迪许利用扭秤实验测得的C. 库仑定律遵从平方反比规律，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大D. 库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力5. 在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F.要使它们之间的相互作用力为2F，下列方法可行的是( )A. 使甲、乙电荷量都变为原来的倍B. 使甲、乙电荷量都变为原来的倍C. 使甲、乙之间距离变为原来的2倍D. 使甲、乙之间距离变为原来的倍6. 如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球半径的3倍．若它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b之间的万有引力F引和库仑力F库的表达方式正确的是( )A. F引＝G，F库＝kB. F引≠G，F库≠kC. F引≠G，F库＝kD. F引＝G，F库≠k7. 有三个完全相同的金属小球A、B、C，A所带电荷量为＋7Q，B所带电荷量为－Q，C不带电．将A、B固定起来，然后让C反复与A、B接触，最后移去C.A、B间的库仑力大小变为原来的( )A. B. C. D.8. 真空中两个完全相同的金属小球A、B(可看成点电荷)带同种电荷，其所带电荷量大小之比为1∶9.相隔一定距离时，它们之间的库仑力大小为F.现将A、B球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小变为( )A. FB. FC. 16FD. 25F二、多选题（共2小题）9. 两个相同的金属小球(视为点电荷)，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )A. B. C. D.10. 在真空中有两个完全相同的金属带电小球(视为点电荷)，所带电荷量分别为－q1和＋q2，其相互作用力大小为F，今将两小球接触一下再放回原处，这时相互作用力大小为，则两球原来带电荷量大小的关系是( )A. q1∶q2＝1∶3B. q1∶q2＝2∶3C. q1∶q2＝3∶1D. q1∶q2＝4∶11. 【答案】C【解析】能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状．能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定，若它的体积和形状可不予考虑，就可以将其看成点电荷，若带电球体电荷分布不均匀，则球形带电体不能看成电荷全部集中于球心的点电荷，故选项C正确．2. 【答案】B【解析】带电体看作点电荷的条件是当带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定的，故A错误；元电荷为最小的电荷量，大小为：e＝1.60×10－19 C，一个电子或一个质子所带的电荷量为元电荷，选项B正确；物体的带电量是元电荷的整数倍，4.0×10－19 C不是1.60×10－19 C的整数倍，故C错误；两个相距很近的带电球体，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故D错误．故选B.3. 【答案】D【解析】库仑定律适用于真空中的静止点电荷，当真空中两个电荷间的距离r→0时，两电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式不适用，故选项D正确．4. 【答案】D【解析】相互作用的两个点电荷之间的作用力是相互作用力，则它们之间的库仑力大小一定相等，与它们的电荷量是否相同无关，选项A错误；静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2，卡文迪许利用扭秤实验测得引力常量，选项B错误；库仑定律遵从平方反比规律，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑定律不再适用，选项C错误；库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，选项D正确．5. 【答案】B【解析】真空中有两个点电荷，它们之间的相互作用力为F，即为F＝k，若使它们之间的相互作用力为2F，可保持距离不变，使甲、乙电荷量都变为原来的倍，则库仑力变为原来的2倍，故A 错误，B正确；保持两点电荷的电荷量不变，使它们之间的距离变原来的倍，则库仑力变为原来的2倍，故C、D错误．6. 【答案】D【解析】由于a、b所带异种电荷相互吸引，所以它们各自的电荷分布不均匀，相互靠近的一侧电荷分布比较密集．又l＝3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律计算a、b间的库仑力，故F库≠k.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然本题中不满足l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，故两球壳可看作质量集中于球心的质点，所以可以应用万有引力定律计算a、b间的万有引力，故F＝F引＝G，故D正确．7. 【答案】C【解析】C与A、B反复接触，最后A、B、C三者所带电荷量相等，即q A′＝q B′＝q C′＝＝2Q，设A、B两球球心的距离为r，则A、B间的库仑力大小F′＝k＝，原来A、B间的库仑力大小F＝k＝，故＝，C正确，ABD错误．8. 【答案】B【解析】相互接触前，设A、B所带电荷量大小分别为q、9q.由库仑定律可得F＝k＝9.小球A、B带同种电荷，故两球接触再分开后平分全部电荷量，两球的带电荷量均变为5q，则两球间库仑力大小变为F′＝25＝F，故B正确，A、C、D错误．9. 【答案】CD【解析】设两小球的电荷量分别为q和7q，则原来相距r时的相互作用力F＝k＝k，由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：(1)两球电性相同，相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电荷量为＝4q.放回原处后的相互作用力F1＝k＝k，故＝.(2)两球电性不同，相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为＝3q.放回原处后的相互作用力F2＝k＝k，故＝.故选CD.10. 【答案】AC【解析】开始时两球之间的库仑力大小F＝k，若q1∶q2＝2∶3，则两球接触后，每个小球的带电荷量都为＋或＋，再放回原处，两球之间的库仑力大小为F′＝k＝，显然不符合题意，故选项B错误．同理可知A、C对，D错．。

高中物理电学知识点总结一、电场基本规律2、库仑定律（1）定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

（2）表达式：k=9.0×109N?m2/C2——静电力常量（3）适用条件：真空中静止的点电荷。

1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。

（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。

（2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。

二、电场能的性质1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。

2、电势φ（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。

（2）定义式：φ——单位：伏（V）——带正负号计算（3）特点：○１电势具有相对性，相对参考点而言。

但电势之差与参考点的选择无关。

○２电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。

○３电势的大小由电场本身决定，与Ep和q无关。

○４电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。

（4）电势高低的判断方法○１根据电场线判断：沿着电场线电势降低。

φA>φB○２根据电势能判断：正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。

负电荷：电势能大，电势低；电势能小，电势高。

结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。

3、电势能Ep（1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。

电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。

（2）定义式：——带正负号计算（3）特点：○１电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。

○２电势能的变化量△Ep与零势能面的选择无关。

高中物理电学公式总结大全一.电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r25.匀强电场的场强E＝U AB/d6.电场力：F＝qE7.电势与电势差：U AB＝φA-φB，U AB＝W AB/q＝-ΔE AB/q8.电场力做功：W AB＝qU AB＝Eqd9.电势能：E A＝qφA10.电势能的变化ΔE AB＝E B-E A11.电场力做功与电势能变化ΔE AB＝-W AB＝-qU AB(电势能的增量等于电场力做功的负值)012.电容C＝Q/U(定义式,计算式)13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd14.带电粒子在电场中的加速(V o＝0)：W＝ΔE K或qU＝mV t2/2，V t＝(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝V o t(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m二、恒定电流1.电流强度：I＝q/t2.欧姆定律：I＝U/R3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI6.焦耳定律：Q＝I2Rt7.纯电阻电路中:由于I＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反)10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理(3)使用方法(4)注意事项11.伏安法测电阻电流表内接法：电流表外接法：三、磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位:(T),1T＝1N/A2.安培力F＝BIL；3.洛仑兹力f＝qVB(注V⊥B);质谱仪4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)：（1）带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V＝V0 (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,四、电磁感应1.感应电动势的大小计算公式: 1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)3)E m＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）2.磁通量Φ＝BS3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝五、交变电流（正弦式交变电流）1.电压瞬时值e＝E m sinωt 电流瞬时值i＝I m sinωt；(ω＝2πf)2.电动势峰值E m＝nBSω＝2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)I m＝Em/R总3.正(余)弦式交变电流有效值：E＝E m/(2)1/2；U＝U m/(2)1/2；I＝I m/(2)1/24.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2＝n1/n2；I1/I2＝n2/n1；P入＝P出5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损′＝(P/U)2R。

真空中的库伦定律在物理学中，康布朗定律又称为库仑定律，是描述电荷之间相互作用的基本定律。

它是由法国物理学家查理·奥古斯特·德·库伦在18世纪末发现的。

康布朗定律指出，两个电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们之间的电荷量的乘积成正比。

具体来说，如果两个电荷的电荷量分别为q1和q2，它们之间的距离为r，那么它们之间的相互作用力F可以用以下公式表示：F = k * q1 * q2 / r²其中，k是一个常量，被称为库仑常数，它的值为8.9875517923 × 10⁹ N·m²/C²。

康布朗定律在真空中适用，这意味着它适用于没有其他介质的情况下。

在这种情况下，电荷之间的相互作用完全由库伦定律描述。

康布朗定律的生动应用可以通过以下实例来了解。

假设我们有两个电荷，一个正电荷和一个负电荷。

根据库仑定律，正电荷会受到负电荷的吸引力，而负电荷会受到正电荷的吸引力。

随着它们之间的距离缩短，相互作用力增大，反之亦然。

这一现象可以用来解释为什么物体之间可以相互吸引或排斥。

康布朗定律的全面性在于它涵盖了电荷之间的相互作用的所有特征。

不仅仅是电荷量的大小会影响相互作用力的大小，电荷之间的距离也起着关键的作用。

当距离越远，力减小得越快；而距离越近，力增加得越快。

这使得电荷之间的相互作用力具有非常特殊的特征，同时也为我们提供了研究电场和电势能的基础。

康布朗定律对于我们的理解和应用都有指导意义。

例如，在电学工程中，我们必须考虑电荷之间的相互作用力，以便设计安全的电路和电子设备。

此外，康布朗定律还是其他重要概念的基础，如电场和电势能的计算以及电荷分布的描述。

综上所述，康布朗定律是描述电荷之间相互作用的重要定律，它在真空中适用，并且对于我们理解电荷之间的相互作用、研究电场和电势能等方面具有重要的指导意义。

通过深入研究和应用库伦定律，我们能够更好地理解电荷之间的相互作用力，促进电学和电磁学的进一步发展。

真空中法拉第电磁感应定律的微分形
式
真空中法拉第电磁感应定律是一条物理学定律，它描述了电磁场和电流之间的相互作用。

这个定律有一个微分形式，可以用来计算某个点上的电磁场强度。

微分形式的法拉第电磁感应定律是这样的：
∇×E=−∂B/∂t
∇×B=μ0j+μ0ε0∂E/∂t
其中，E 是电场强度，B 是磁场强度，j 是电流密度，μ0 是真空中的磁导率，ε0 是真空中的电导率。

这两个方程表示了电磁场的变化与电流之间的关系。

第一个方程告诉我们，在某个点上的电场强度的变化与周围磁场强度的变化有关。

第二个方程告诉我们，在某个点上的磁场强度的变化与周围电场强度的变化以及电流密度有关。

这两个方程是互为相反的，因此它们可以互相推导出对方。

这就是法拉第电磁感应定律的微分形式，它描述了电磁场和电流之间的相互作用。

真空中库仑定律的表达式库仑定律是描述电荷间相互作用的基本定律，它在真空中的表达式为：F = k * |q1 * q2| / r^2其中，F表示电荷间的相互作用力，k为库仑常数，q1和q2分别为两个电荷的大小，r为两个电荷间的距离。

库仑定律是物理学中的重要定律之一，它揭示了电荷之间相互作用的规律。

根据库仑定律，当两个电荷大小相同时，它们之间的相互作用力与它们之间的距离的平方成反比。

这意味着，当两个电荷之间的距离越远，它们之间的相互作用力越小；当两个电荷之间的距离越近，它们之间的相互作用力越大。

库仑定律的表达式中，k为库仑常数，它是一个与电介质有关的物理常数。

根据国际单位制，库仑常数的数值约为9 × 10^9 N·m^2/C^2。

这个常数的存在保证了库仑定律的普适性，即使是真空中也适用。

库仑定律的表达式中，|q1 * q2|表示两个电荷的乘积。

如果两个电荷的正负性相同（即同性电荷），它们的乘积为正，表示它们之间的相互作用力是吸引力；如果两个电荷的正负性相反（即异性电荷），它们的乘积为负，表示它们之间的相互作用力是斥力。

库仑定律的表达式中，r表示两个电荷之间的距离。

这个距离越小，相互作用力越大；距离越大，相互作用力越小。

这是因为电荷间的相互作用通过电场传递，电场的强度随距离的增大而减小。

库仑定律在物理学的许多领域都有重要应用。

例如，在静电学中，库仑定律被用来描述电荷之间的相互作用力，从而解释电荷的吸引和斥力现象。

在电动力学中，库仑定律被用来计算带电粒子在电场中的受力情况。

在电磁学中，库仑定律是电场的基本定律之一，它与高斯定律共同构成了电场理论的基础。

除了在物理学中的应用，库仑定律在日常生活中也有许多实际应用。

例如，电荷之间的相互作用力导致了静电粘附现象，使得我们可以使用静电贴、静电吸尘器等设备来清除灰尘。

电荷之间的相互作用力还导致了闪电的产生，给人们的生活带来了许多危害，但同时也使得我们能够利用闪电来进行电力的传输。

真空中磁场的安培环路定理
1 真空中磁场的安培环路定理
什么是安培环路定理？安培环路定理是一种重要的物理定律，用
来解释真空中磁场的安培流性质，也就是说它是用来描述真空中自然
形成环形安培流的环路电流分布情况的定量定理。

安培环路定理是由19世纪德国物理学家墨西拿·鲁梅尔提出的。

根据安培环路定理，安培流在一个有限的环路中分布得均匀。

它提出：“一个有限的圆环电流在任何一个点上的安培流（即介质中真实的安
培流）始终不变。

”因此，沿着圆环传输的安培流的分布应该是均匀的，这就是安培环路定理的核心思想。

安培环路定理对于传导器的研究起到了至关重要的作用。

传导器
的设计需要对磁场的分布有准确的估计，而安培环路定理正是用来辅
助此类估计的定理。

此外，安培环路定理也引发了圆环电流设计器的
发展，让我们可以在工程实践中实现高导率、低损耗、低成本的环形
设计器，从而有效提高安培流的传输效率。

安培环路定理有助于人们更好地理解磁场的性质，也为传导器的
设计提供了有力的框架。

它不仅提供了一种计算安培流分布的新的思路，还能够有效减少安培流传播的混乱，确保传输更加顺畅，更大程
度地提高了电磁能量的传播效率。

库仑定律k值4库仑定律是描述电荷之间相互作用的物理定律，它是电磁学中的基本定律之一。

根据库仑定律，电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们之间的电荷量的乘积成正比。

在库仑定律中，k 值被定义为真空中的电磁力常数，其数值为4πε0，其中ε0是真空中的介电常数。

根据库仑定律，两个电荷之间的相互作用力可以通过以下公式计算：F = k * (q1 * q2) / r^2其中，F表示相互作用力，k表示库仑常数，q1和q2分别表示两个电荷的电量，r表示它们之间的距离。

库仑定律可以应用于各种各样的电荷之间的相互作用问题。

例如，在原子核中，负电子被正电子吸引，它们之间的相互作用力遵循库仑定律。

在原子中，正电荷的质子之间也存在相互作用力，同样遵循库仑定律。

库仑定律的应用不仅局限于微观尺度，也可以应用于宏观尺度的电荷相互作用问题。

例如，当两个带电体之间的距离很大时，它们之间的相互作用力可以通过库仑定律进行计算。

在静电学中，我们可以利用库仑定律来计算电荷的分布和电场的强度。

除了正负电荷之间的相互作用，库仑定律还可以用于计算同种电荷之间的相互作用。

当两个带有相同电荷的物体靠近时，它们之间会发生排斥作用，这个过程也可以通过库仑定律进行描述和计算。

库仑定律的一个重要应用是描述电场的行为。

根据库仑定律，当一个电荷在空间中存在时，它会产生一个电场，这个电场会对其他电荷产生作用力。

电场的强度可以通过库仑定律来计算。

库仑定律是电磁学中的重要定律，描述了电荷之间的相互作用。

它的应用范围广泛，从微观尺度到宏观尺度都可以使用库仑定律来计算电荷之间的相互作用力。

库仑定律的k值为4πε0，它是电磁力常数，用于计算相互作用力的大小。

通过库仑定律，我们可以更好地理解和描述电荷之间的相互作用行为，推动了电磁学的发展。