大学物理11电荷库仑定律共33页

电荷：库仑定律介绍电荷是物质中的基本性质之一，它决定了物体之间相互作用的强度和性质。

电荷是电磁力的源，其相互作用通过库仑定律来描述。

库仑定律的表达式库仑定律是描述电荷之间相互作用的数学关系。

它表明，两个电荷之间的相互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。

库仑定律的表达式如下：$$F = \\frac{{k \\cdot |q_1 \\cdot q_2|}}{{r^2}}$$式中，F表示两个电荷之间的相互作用力，k表示比例常数，q1和q2分别表示两个电荷的大小，r表示它们之间的距离。

比例常数在库仑定律中，比例常数k是一个与介质有关的物理量。

在真空中，比例常数k等于$8.9875 \\times 10^9$ N·m2/C2。

如果是在其他介质中，比例常数k的数值会有所不同。

电荷的性质电荷可以是正电荷或负电荷。

正电荷具有与负电荷相反的属性，而且同种电荷之间相互排斥，不同种电荷之间则相互吸引。

物体的电荷是由电子和质子的数量之间的不平衡所决定。

当一个物体失去或获得电子时，它会带有正或负电荷。

应用示例1. 杆塔的放电现象在雷雨天气中，如果杆塔带有过多的电荷（无论正电荷还是负电荷），就会发生放电现象。

这是因为空气无法承受过高的电场强度，电流会通过空气形成放电通道，从而释放过多的电荷。

2. 静电吸附现象静电吸附是指在两个带有不同电荷的物体之间产生的相互吸引现象。

这种现象在静电清洁设备、静电喷涂和静电除尘系统中被广泛应用。

3. 电力输送在电力输送过程中，通过输电线路传输的电荷之间会相互作用。

根据库仑定律，电荷之间的相互作用力会随着距离的增加而减小，从而保持输电线路的稳定运行。

结论库仑定律是描述电荷之间相互作用的基本定律。

它表明，两个电荷之间的相互作用力与它们的大小和距离的平方成比例。

库仑定律的应用广泛，涉及到各个领域，如能源传输、电子设备和电荷的相互吸附等。

理解库仑定律对于研究电荷行为和解释电磁现象非常重要。

电荷库仑定律简介电荷是物质所带有的一种基本属性，是物质中的正负电子数目不相等的现象。

电荷的概念由英国物理学家法拉第于1831年提出。

库仑定律是描述电荷之间相互作用的一种物理定律，由法国物理学家库仑于1785年提出，是电磁学中最基本的定律之一。

电荷的基本性质电荷的量子化电荷的量子化是指电荷的分立性质，即电荷存在着一个最小单位，即电荷量e。

电子的电荷量为-1e，质子的电荷量为+1e。

电子和质子是自然界中最基本的带电粒子。

电荷的守恒定律电荷守恒定律是指在任何一个封闭系统中，电荷的代数和保持不变，即电荷的总量不会发生变化。

这表明电荷既不会被创造也不会被销毁，只会发生转移和重新排列。

库仑定律的表述库仑定律用数学表达式描述了两个点电荷之间的相互作用力的大小与距离之间的关系。

其数学公式为：$$F=\\frac{k|q_1q_2|}{r^2}$$其中，F表示电荷之间的相互作用力，k为库仑常量，q1和q2分别表示两个电荷的电量，r为两个电荷之间的距离。

库仑定律可以推导出两个电荷之间的引力、万有引力定律以及两个电荷之间的斥力、万有斥力定律。

库仑定律的适用范围库仑定律适用于描述两个电荷的相互作用力，其中两个电荷之间的距离远大于它们尺寸的情况。

当电荷之间的距离非常接近时，必须考虑电荷之间的量子力学相互作用。

库仑定律的应用举例静电吸附静电吸附是指电荷之间的相互作用力使物体附着在一起。

例如，许多粉尘颗粒吸附在经过电离的大气分子上。

此外，静电吸附也可以用于电子学中的电子束焊接、粉末涂层和油漆喷涂等工艺。

静电除尘静电除尘是一种利用电荷作用的方法，通过在烟气中加入带电颗粒并施加高电压，使颗粒带电并在电场作用下被收集起来。

这种方法被广泛应用于工业领域的空气过滤和颗粒物去除中。

电子静电加速器电子静电加速器是一种利用静电力加速带电粒子的装置。

通过在加速器中施加电场，带电粒子可以被加速到很高的能量，从而用于科学研究、医学诊断和工业应用。