技术物理下册7-1库仑定律

1、7-1 真空中的库仑定律真空中的库仑定律现象与思考现象与思考正电荷正电荷 负电荷负电荷电荷量电荷量 元电荷元电荷点电荷点电荷真空中的库仑定律真空中的库仑定律现象与思考现象与思考 1. .在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发，梳在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发，梳子会吸引小纸片。子会吸引小纸片。 2. .当手接触过毛衣或化学纤维合成物品后，当手接触过毛衣或化学纤维合成物品后，再接触物体或人体会感到点击。再接触物体或人体会感到点击。 3. .玻璃棒和丝绸摩擦后能吸引纸屑等轻小物玻璃棒和丝绸摩擦后能吸引纸屑等轻小物体。体。 4. .硬橡胶棒和毛皮摩擦后能使验电器的两硬橡胶棒和毛皮摩擦后能使验电器的两片金

2、属箔张开。片金属箔张开。一、一、正电荷负电荷正电荷负电荷 1.自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷。自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷。2.实验实验( (摩擦起电摩擦起电) )中玻璃棒和毛皮带的是正中玻璃棒和毛皮带的是正电荷，丝绸和硬橡胶棒带的是负电荷。电荷，丝绸和硬橡胶棒带的是负电荷。3.带电过程是电荷在物体之间或在物体的一带电过程是电荷在物体之间或在物体的一部分与另一部分之间的转移，并没有产生部分与另一部分之间的转移，并没有产生新电荷。新电荷。二、电荷量二、电荷量 元电荷元电荷1.电荷量：电荷量：物体所带电荷的多少称为电荷量。物体所带电荷的多少称为电荷量。用用 Q 或或 q 表示表示SI

3、 单位是库仑，符号是单位是库仑，符号是 C2.元电荷：元电荷： 质子、电子所带的正电荷和负电荷的绝质子、电子所带的正电荷和负电荷的绝对值称为元电荷。对值称为元电荷。用用 e 表示，表示，e = =1.60210-19 C 任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，即即 Q= =ne，n0, ,物体带正电；物体带正电；n0,物体带负电。物体带负电。三、点电荷三、点电荷 若带电体的线度比它到其他带电体之间若带电体的线度比它到其他带电体之间的距离小很多时，这个带电体的形状、大小的距离小很多时，这个带电体的形状、大小和电荷的分布对电荷间的相互作用的影响已和电荷的分

4、布对电荷间的相互作用的影响已无关紧要，可以把这个带电体看做一个带电无关紧要，可以把这个带电体看做一个带电的点。这样的带电体称为点电荷。的点。这样的带电体称为点电荷。2.注意事项：注意事项： 点电荷是突出主要因素，忽略次要因素，点电荷是突出主要因素，忽略次要因素，经过科学抽象的物理模型。经过科学抽象的物理模型。1.定义：定义：四、真空中的库仑定律四、真空中的库仑定律1.内容：内容： 真空中两个点电荷真空中两个点电荷 Q1 和和 Q2 之间相互作用之间相互作用力的大小与力的大小与 Q1Q2 的乘积成正比，与它们之间的乘积成正比，与它们之间的距离的距离 r 的二次方成反比；作用力的方向在两的二次方成

5、反比；作用力的方向在两个点电荷的连线上。个点电荷的连线上。2.公式：公式： F =_ kQ1Q2r2 比例系数比例系数 k 称为静电力常量，公式中各量都使称为静电力常量，公式中各量都使用用 SI 单位时，单位时，k9109 Nm2C23.库仑力或静电力库仑力或静电力 电荷之间的相互作用力称为库仑力或静电力。电荷之间的相互作用力称为库仑力或静电力。（动画）库仑定律的验证（动画）库仑定律的验证同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引（图同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引（图7.1-1）F1F2Q1Q2r(a)同号电荷间作用力是排斥力同号电荷间作用力是排斥力(b)异号电荷间作用力是吸引力异号电荷间作用力是

6、吸引力图图7.1-1 电荷间的相互作用力电荷间的相互作用力rF1Q1Q2F24.库仑定律的应用库仑定律的应用求两个点电荷间相互作用力的步骤求两个点电荷间相互作用力的步骤 （1）利用库仑公式计算力的大小，计算时电荷利用库仑公式计算力的大小，计算时电荷量用绝对值代入。量用绝对值代入。 （2）确定作用力的方向：同性电荷间的作用力确定作用力的方向：同性电荷间的作用力是排斥力，异性电荷间的作用力是吸引力。是排斥力，异性电荷间的作用力是吸引力。5.相对介电常量或相对电容率：相对介电常量或相对电容率： 若把两个点电荷放到电介质（绝缘体）中，他若把两个点电荷放到电介质（绝缘体）中，他们之间的静电力是真空中们之

7、间的静电力是真空中的的 1r， r 为一为一纯数，称纯数，称为电介质的相对介电常量，或相对电容率。电介质为电介质的相对介电常量，或相对电容率。电介质不同，相对介电常量不同。不同，相对介电常量不同。例题例题 两个正、负点电荷相距两个正、负点电荷相距 10 cm，电荷量分别为，电荷量分别为4108 C 和和 -6108 C，它们在真空中的作用力，它们在真空中的作用力是多少？若把它们放到是多少？若把它们放到 r = =3 的煤油中，相互作用的煤油中，相互作用力又是多少？方向如何？力又是多少？方向如何？解：解： 已知已知 Q1= =410-8 C, ,Q2= =6108 C, , r=10 cm=0.

8、1 m, ,则在真空中，力的大小为则在真空中，力的大小为F=_kQ1Q2r2=910941086108N(1101)2=2.16103 N 由于由于 Q1Q2 是异号是异号电荷，作用力为引力，电荷，作用力为引力，方向如图方向如图7.1-2所示。所示。FQ1Q2r图图7.1-2 在煤油中在煤油中r = 3，则，则有有F= Fr=_2.161033_F 小于真空中的作用力，仍为引力。小于真空中的作用力，仍为引力。=7.2104 NN练习练习1. 真空中相距为真空中相距为r的两个电荷的两个电荷 q1、q2 间的相互作用间的相互作用力为力为F，若当它们间的距离缩小为，若当它们间的距离缩小为 r/2 /2 时，相互时，相互作用力变为作用力变为_。若。若 q1 变为变为 2 2q1，其他量不变，其他量不变时，则相互作用力变为时，则相互作用力变为_。2. 1