Coulomb’s La讲义w - Delaware Physics:库仑定律-特拉华物理学
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1.2库仑定律(2课时)学习目标:1、理解点电荷的概念 2、掌握库仑定律,会解决库仑定律与力学综合问题学习重点、难点:掌握点电荷概念和库仑定律及其应用知识要点:一、点电荷如果一个带电体,它本身的大小比它到其他带电体的距离小得多,那么在研究它与其他带电体的相互作用时,可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个几何点。
这带电的几何点称为点电荷。
点电荷是一个理想化的模型,实际不存在,类似质点。
思考:现有一个半径为20cm 的带电圆盘,问能否把它看作点电荷?二、库仑定律1、内容:在真空中两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(我们把电荷之间的这种作用力称为静电力,又叫做库仑力)2、公式:F =k q 1q 2r2 ,其中k 叫静电力常量,k= (由库仑扭秤实验测得) 3、适用条件:a 、真空,在空气也近似成立。
b 、点电荷 c 、静止,低速运动也近似成立4、库仑力是一种性质力,遵循牛顿第三定律,勿认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大5、万有引力定律和库仑定律对比:(1)相似之处:适用条件,万有引力定律是质点间,库仑定律是点电荷间;表达式相似。
(2)不同之处:万有引力只有吸引力,在天体间表现明显;库仑力既有引力又有斥力,在微观带电粒子间表现明显。
注:由于基本粒子(电子、质子、原子核、离子等)之间的库仑力远比它们之间的万有引力大得多,也比本身受地球引力(重力)大得多,它们之间不必考虑万有引力作用,也不用考虑重力作用。
对于一些质量较大的带电粒子(小球、液滴、灰尘等)一般要考虑重力作用。
例1:两个点电荷甲和乙同处于真空中。
(1)甲的电量是乙的4倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的 倍。
(2)保持距离不变,若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的 倍;(3)保持原电荷电量不变,将距离增为原来的2倍,则它们之间的相互作用力变为原来的 倍。
库仑定律科技名词定义中文名称:库仑定律英文名称:Coulomb law定义:表示两个带电粒子间力的定律,关系式为:式中:是带电荷粒子施加在带电荷粒子上的力,k是正的常数,是带电荷粒子到带电荷粒子的矢量,是粒子间的距离,而是单位矢量r21/r。
所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布库仑定律库仑定律: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 。
目录库仑定律成立的条件:1.真空中 2.静止 3.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)编辑本段库仑定律的验证库仑定律是1784--1785年间库仑通过扭秤实验总结出库仑扭秤来的。
纽秤的结构如下:在细金属丝下悬挂一根秤杆,它的一端有一小球A,另一端有平衡体P,在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。
为了研究带电体之间的作用力,先使A、B各带一定的电荷,这时秤杆会因A端受力而偏转。
转动悬丝上端的悬钮,使小球回到原来位置。
这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩。
如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定,则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度,可以得知在此距离下A、B之间的作用力。
如何比较力的大小【通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小】编辑本段COULOMB’S LAW库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律库仑定律真空中,点电荷 q1 对 q2的作用力为F=k*(q1*q2)/r^2 (可结合万有引力公式F=Gm1m2 /r^2来考虑)其中:r ——两者之间的距离r ——从 q1到 q2方向的矢径k ——库仑常数上式表示:若 q1 与 q2 同号, F 12y沿 r 方向——斥力;若两者异号,则 F 12 沿 - r 方向——吸力.显然 q2 对 q1 的作用力F21 = -F12 (1-2)在MKSA单位制中力 F 的单位:牛顿(N)=千克· 米/秒2(kg·m/S2)(量纲:M LT - 2)电量 q 的单位:库仑(C)定义:当流过某曲面的电流1 安培时,每秒钟所通过的电量定义为 1 库仑,即1 库仑(C)= 1 安培·秒(A · S)(量纲:IT)比例常数 k = 1/4pe0 (1-3)=9.0x10^9牛·米2/库2e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 库2/ 牛·米2 ( 通常表示为法拉/米 )是真空介电常数英文名称:permittivity of vacuum说明:又称绝对介电常数。
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。