库仑定律
- 所有带电粒子在其周围产生电场
- 这个场对范围内任何其他带电粒子都有作用力
- 两个电荷之间的静电力由库仑定律
- 回忆一下,均匀球形导体的电荷可以被认为是点电荷在中心
- 库仑定律指出:
两个点电荷之间的静电力与电荷的乘积成正比,与它们分离的平方成反比
- 库仑方程定义为:
两个电荷之间的静电力由库仑定律定义
- 地点:
- FE=两电荷间静电力(N)
- 问1而且问2=两个点电荷(C)
- ε0=自由空间的介电常数
- r装药中心之间的距离(m)
- 1 /r2关系称为平方反比律
- 这意味着当两个电荷的分离加倍时,它们之间的静电力减少(½)。2=¼
- ε0物理常数是用来表示真空允许电场的能力的吗
- 如果有正电荷和负电荷,那么静电力就是负的
- 这可以解释为吸引力
- 如果电荷相等,静电力就是正的
- 这可以理解为斥力
- 由于均匀带电的球体可以被认为是点电荷,只要从点电荷中分离,就可以应用库仑定律来求它们之间的静电力中心这两个球
工作的例子
在真空中,阿尔法粒子位于距离金核2.0毫米的地方。假设它们是点电荷,计算作用在每个电荷上的静电力的大小。
氦的原子序数为2
金的原子序数= 79
一个电子的电荷= 1.60 × 10-19年C
第一步:写下已知的数量
-
- 距离,r=2.0 mm =2.0 × 103米
一个质子的电荷= +1.60 × 10-19年C
一个α粒子(氦原子核)有2个质子
-
- 粒子的电荷,问1= 2 × 1.60 × 10-19年= +3.2 × 10-19年C
金原子核有79个质子
-
- 金原子核的电荷,问2= 79 × 1.60 × 10-19年= +1.264 × 10-17年C
步骤2:两个点电荷之间的静电力由库仑定律给出
步骤3:代入库仑定律
库仑定律的近似
- 在计算两个电荷之间的力时,空气被视为a真空
- 这就是为什么ε0的介电常数免费的占用空间
- 对于球导体外的一点,球的电荷可以认为是a点电荷在中心
- 一个统一的球形导体是带电荷的导体均匀分布
- 因此,球面导体周围的电场线是和点电荷周围的相同
- 球形导体的一个例子是带电球体
- 磁场线是径向它们的方向取决于球体的电荷
- 如果球面导体是积极带电时,电场线是有方向的走了从球体的中心
- 如果球面导体是消极的带电时,电场线是有方向的对球体的中心
均匀球形导体周围的电场线与点电荷上的电场线相同
考试技巧
你可能已经注意到电场和引力场有很多相似之处。主要的区别是引力总是有吸引力的,而静电力也可以有吸引力或让人反感。你应该列出所有你能找到的相似点和不同点,因为这可能会出现在考试问题中。