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2021年士兵专升本军校考试《物理》大纲:库仑定律

时间:2018-02-02 16:40 来源:准维教育军队考试网 作者:准维教育 阅读:

2021年士兵专升本军校考试《物理》大纲:库仑定律


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  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库伦由实验得出,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。准维教育军队考试网

  库仑定律的常见表述:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,与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。

  库仑定律的数学表达式:。其中r为两者之间的距离;为从q1到q2方向的矢径;k为库仑常数(静电力常量)。当各个物理量都采用国际制单位时,。用该公式计算时,不要把电荷的正负符号代入公式中,计算过程可用绝对值计算,可根据同名电荷相斥,异名电荷相吸来判断力的方向。

  库仑定律没有解决电荷间相互作用力是如何传递的,甚至按照库仑定律的内容,库仑力不需要接触任何媒介,也不需要时间,而是直接从一个带电体作用到另一个带电体上的。即电荷之间的相互作用是一种“超距作用”,然而另一批物理学家认为这类力是“近距作用”,电力通过一种充满在空间的弹性媒介——以太来传递。张为臻博客

  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。

  库仑定律还适用于均匀介质中。真空中的库仑力(d指的是两电荷之间的距离),k是一个普适常量,常引入为真空中的介电常数,实验测得其大小。根据高斯定理,在均匀无限大介质中(介电常数),两个点电荷之间的相互作用力是真空中的倍,即,形式与真空的完全一样。因此,库仑定律不仅适用于真空,还适用于介质中。

  库仑定律适用于场源电荷静止、受力电荷运动的情况,但不适用于运动电荷对静止电荷的作用力。由于静止的场源电荷产生的电场的空间分布情况是不随时间变化的,所以,运动的电荷所受到的静止场源电荷施加的电场力是遵循库仑定律的;静止的电荷所受到的由运动电荷激发的电场产生的电场力不遵守库仑定律,因为运动电荷除了激发电场外,还要激发磁场。此时,库仑力需要修正为电磁力。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。

  库仑定律只适用于点电荷之间。带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略,在研究它们的相互作用时,人们把它们抽象成一种理想的物理模型——点电荷,库仑定律只适用于点电荷之间的受力。

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