什么是库仑定律?

发布网友 发布时间：2022-04-22 03:47

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热心网友 时间：2022-05-27 21:25

库仑定律是静止点电荷相互作用力的规律。

1785年法国科学家C，-A.de库仑由实验得出，真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力同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，同名电荷相斥，异名电荷相吸。

库仑定律的适用条件：

在库仑定律的常见表述中，通常会有真空和静止，是因为库仑定律的实验基础——扭秤实验，为了排除其他因素的影响，是在亚真空中做的。

另外，一般讲静电现象时，常由真空中的情况开始，所以库仑定律中有“真空”的说法。实际上，库仑定律不仅适用于真空中，还适用于均匀介质中，也适用于静止的点电荷之间。

热心网友 时间：2022-05-27 21:26

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，这是人类从实践中总结出的电荷的特殊性质和规律。经过科学实践，库仑巧妙设计实验，总结出了库仑定律。人类对电力作用的描述从定性发展到定量，为电学乃至磁学的发展奠定了理论基础。

1.库仑定律

1785年，库仑提出了库仑定律：

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正比，跟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。公式表示式为：F=kq1q2/r2q1与q2为两点电荷的电量，比例常数k≈9×109牛·米2/库2，k也称为静电力常量，r为两点电荷的距离。

库仑定律适用于在真空中静止点电荷间的电力。

2.定律运用

库仑扭秤实验是历史上非常著名的实验。它设计巧妙（见下图），意义深远。库仑扭秤由悬丝、横杆、两个带电金属小球，一个平衡小球，一个递电小球、旋钮和电磁阻尼部分等组成。两个带电金属小球中，一个固定在绝缘竖直支杆上，另一个固定在水平绝缘横杆的一端，横杆的另一端固定一个平衡小球。横杆的中心用悬丝吊起，和顶部的旋钮相连，转动旋钮，可以扭转悬丝带动绝缘横杆转动，停在某一适当的位置。横杆上的金属小球（称为动球）和竖直支杆上的固定小球都在以O为圆心、半径长为L的圆周上，动球相对于固定小球的位置，可通过扭秤外壳上的刻线标出的圆心角读出。当两个金属小球带电时，横杆在动球受到的库仑力力矩作用下旋转，悬丝发生扭转形变，悬丝的扭转力矩和库仑力力矩相平衡时，横杆处于静止状态。校准、标定悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系，根据旋钮上指针转过的角度和横杆的长度，可读出某距离下两带电小球之间的相互作用力。

3.万有引力和库仑力的类同处

万有引力定律为：F=GM1M2/r2，库仑定律公式为F=kq1q2/r2。

两者在形式上极为相似，这种形式上的相似决定了万有引力和库仑力具有一系列类同的性质。

（1）万有引力定律和库仑定律分别适用于质点和点电荷。

（2）万有引力和库仑力都是场力。电荷间相互作用的库仑力是通过它们各自产生的电场来传递的；而物体间相互作用的万有引力是通过它们各自产生的引力场来进行的。电场和引力场都是物质存在的一种形式，其基本特性之一是对放在其中的电荷和物体有力的作用。

（3）一密度均匀的球壳对球外一质点的引力犹如它的所有质量都集中在它的球心时的引力；而对球壳内的质点的引力为零。

电荷均匀分布的球壳形带电体对球壳外一点电荷的库仑力，犹如它的所有电量都集中在它的球心时的库仑力，而对球壳内点电荷的库仑力为零。

（4）万有引力和库仑力都是向心力。在惯性参照系中受万有引力（或库仑力）作用的运动质点（或运动电荷）对力心的角动量守恒。质点（或电荷）始终在通过力心的某个平面中运动，并且由力心作出的位矢在相等的时间内扫过相等的面积。

热心网友 时间：2022-05-27 21:26