静电场1-库仑定律
静电场与库仑定律
静电场与库仑定律静电场和库仑定律是电磁学中重要的两个概念和原理。
它们对于理解电荷之间相互作用以及电场的产生和性质具有重要意义。
本文将以自然科学的角度来探讨静电场和库仑定律的原理和应用。
静电场是指电荷在空间中产生的电场。
静电场的产生是由于电荷之间的相互作用。
根据库仑定律，电荷之间的相互作用力与电荷的大小和距离成正比，方向沿着两点之间连线的方向。
这个定律由18世纪的法国物理学家Charles-Augustin de Coulomb发现，因而得名为库仑定律。
库仑定律的数学表达式可以写为F = k * (Q1 * Q2) / r^2。
其中，F表示电荷之间的相互作用力，Q1和Q2分别表示两个电荷的大小，r表示两个电荷之间的距离。
k是一个常数，被称为库仑常数，它的大小与介质的特性有关。
根据库仑定律的数学表达式，我们可以看出电荷之间的相互作用力随着它们之间的距离的平方成反比而递减。
这就意味着当电荷之间的距离增加时，它们的相互作用力减小；反之，当电荷之间的距离减小时，它们的相互作用力增加。
这种距离与相互作用力的关系揭示了静电场的特性。
静电场的产生是由电荷在空间中产生的。
当一个电荷存在于空间中时，它会在周围形成一个静电场。
这个静电场会对周围的空间和其他电荷产生影响。
根据库仑定律，如果在静电场中放置一个电荷，则它会受到静电场的力的作用。
静电场的力是一个矢量量值，具有方向性。
在电磁学中，我们通常用箭头表示力的方向。
箭头的方向指向力的施加方向。
静电场力可以使电荷静止或加速运动，也可以改变电荷的方向。
这些都是静电场与库仑定律的重要应用之一。
静电场不仅仅在电荷之间产生相互作用力，还对周围的空间产生影响。
静电场可以导致空气中的分子发生离解和重新组合，从而形成电离层。
电离层在大气层中具有广泛的应用，它对通信和导航系统有重要意义。
除了电离层，静电场还在很多其他领域中应用广泛。
例如，静电场在印刷机中用于吸附和传输墨水。
静电场也在粉尘和颗粒物的分离和输送中发挥重要作用。
静电场与库仑定律
静电场与库仑定律静电场和库仑定律是电学中非常重要的概念，它们描述了电荷之间相互作用的性质和规律。
静电场指的是电荷所产生的电场在任意空间中存在并能够产生力的情况。
而库仑定律则表明，电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们之间的电荷量成正比。
本文将详细介绍静电场和库仑定律的概念、公式及应用。
一、静电场的概念静电场是指由电荷所产生的电场。
电荷是物质的基本属性之一，可以是正电荷或负电荷。
正电荷是指电荷量为正的带电粒子，负电荷则是指电荷量为负的带电粒子。
根据电荷之间相互作用的性质，有两个重要的原理。
首先，同种电荷之间的相互排斥。
如两个正电荷或两个负电荷之间的相互作用力是斥力，它们会互相推开。
这是由于同种电荷的电场是正的，电场力线从正电荷指向负电荷，因此同种电荷之间会受到斥力。
其次，异种电荷之间的相互吸引。
如正电荷与负电荷之间的相互作用力是引力，它们会互相吸引。
异种电荷的电场是由正指向负，因此它们之间会产生吸引力。
二、库仑定律的表达式库仑定律是描述电荷之间相互作用力的基本规律。
根据库仑定律，电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们之间的电荷量成正比。
库仑定律的数学表达式为：\[F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}\]其中，F表示电荷之间的相互作用力，k是库仑常数，\(q_1\)和\(q_2\)分别表示两个电荷的电荷量，r表示两个电荷之间的距离。
库仑定律说明了电荷之间的相互作用力与它们的电荷量大小有关，并且这种相互作用力与距离的平方成反比。
当两个电荷的电荷量增加时，它们之间的相互作用力也会增加；而当距离增加时，它们之间的相互作用力会减小。
三、静电场和库仑定律的应用静电场和库仑定律在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是其中的几个例子：1. 静电纺丝技术：利用电场将聚合物溶液喷射成纤维，制备纳米纤维材料。
这种技术在纺织、过滤和医疗等领域有很大的应用前景。
静电场复习(公式归纳)
1
2．电场力的性质——电场强度（E ）
（1）
（2） 点电荷：2r kQ
F =；
（3） 匀强电场：d U
E =；
（4） 电容器中的场强：S kQ
4E επ=.
3．电场能的性质——
（1）静电力做功与电势能变化的关系:B A P P AB E E W -=；
（2）电势能：q E A P A ϕ=
（3）电势公式：q E P
=ϕ；
（4）电势差公式：B A AB U ϕϕ-= 或q W U AB
AB =；
4．电势差与电场强度的关系：d U
E =；
5．电容
（1
（26．带电粒子在电场中的运动：
（1）带电粒子的加速：
①由qU mv =221（初速度为零）求出：m qU
v 2
=
② 20221
21mv mv qU -= （初速度不为零时） 说明：适用于任何电场；
（2）带电粒子的偏转：
① 加速度：md eU
m F a ==（板间距离为d ，电压为U ）；
② 运动时间：v l
t =（射出电场，板长为l ）； ③粒子离开电场时平行电场方向的分速度mdv qUl at v y ==；
④ 粒子离开电场时的偏转距离22
21mdv qUl
y =；
⑤ 粒子离开电场时的速度偏角2tan mdv qUl
v v y
==φ；。
静电场与库仑定律
静电场与库仑定律静电场是物体表面或场域中的电荷分布所引起的电场。
它是静止电荷之间相互作用的结果，是电势能的重要表现形式，也是电力与电势的体现。
静电场的产生与分布，以及其所遵循的物理规律，都与库仑定律密切相关。
库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律，它揭示了静电力的性质和大小。
根据库仑定律，两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离成反比，与它们每个电荷量的乘积成正比。
具体而言，库仑定律的表达式为：$F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$其中，$F$代表两个电荷之间的静电力，$q_1$和$q_2$分别代表两个电荷的电荷量，$r$代表两个电荷之间的距离，$k$为比例常数。
这个比例常数$k$称为库仑常量，其数值为$9.0 \times 10^9 N \cdot m^2/C^2$。
库仑定律指出，同性电荷之间的静电力是斥力，异性电荷之间的静电力是吸引力。
这一定律对于解释和预测静电场的行为具有重要意义。
静电场的性质是根据库仑定律来描述的。
根据库仑定律，一个点电荷在周围产生的电场与它的电荷量成正比，与距离的平方成反比。
电场的表达式为：$E = \frac{F}{q}$其中，$E$代表电场强度，$F$代表电荷所受的静电力，$q$代表电荷量。
在静电场中，电荷受到电场力的作用，会产生位移。
根据静电场的性质和库仑定律，可以推导出电势能和电势的关系。
电势能是电荷在电场中由于位置改变而具有的能量，表达式为：$U = qV$其中，$U$代表电势能，$q$代表电荷量，$V$代表电势。
电势是描述电场中某点电场强度的大小和方向的物理量，它是标量。
电势的计算公式为：$V = \frac{kq}{r}$静电场的分布形式与电荷的分布形式密切相关。
当电荷分布均匀时，静电场是均匀的，电场线是平行的；当电荷分布不均匀时，静电场是非均匀的，电场线会发生弯曲和扭曲。
电荷周围的电场线始终与电荷成正交关系。
静电场的应用十分广泛，特别是在电学中。
1-2库伦定律
3．三个点电荷的平衡问题 要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态，每个
电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．
由库仑力的方向及二力平衡可知，三个点电荷必须 在同一直线上，且同种电荷不能相邻，由F＝k 知， 中间的异种电荷电荷量应最小，且靠近两侧电荷量较小 的那一个，即：“三点共线，两同夹异，两大夹小，近
第一章 静电场
(1)库仑力是电荷间的一种相互作用力，同重力、弹
力、摩擦力一样，是一种“性质”力，对物体的平衡或
运动同样产生影响，分析物体的受力情况时不能漏 掉．计算库仑力的大小时，注意库仑定律成立的条件． (2)库仑定律和万有定律的表达式在形式上相似，但 库仑力和万有引力是不同性质的力，且万有引力定律适
第一章 静电场
2．根据电荷在金属球表面上均匀分布的特点，把金 属球上的电荷想像成集中在球心的“点电荷”．这样可 以解决测量带电体之间距离的问题.
第一章 静电场
例1
如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属
球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定
于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使 它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q， 那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表 达式正确的是 ( )
第一章 静电场
4．库仑定律与万有引力定律的对比
两大定律异 同比较 库仑定律 万有引力定律
公式表达
G＝6.67×10－11 N·m2/kg2 物体相吸 万有引力场 任何两个物体
比例系数 表现形式 作用媒介 适用条件 统一性
k＝9×109
N·m2/C2
电荷相吸或相斥 电场 真空中点电荷
遵循距离的“平方反比”规律，都是“场”的作 用
静电场与库仑定律
静电场与库仑定律在物理学领域中，静电场与库仑定律是非常重要的概念。
静电场描述了由电荷产生的力场，而库仑定律则量化了电荷之间的相互作用力。
本文将介绍静电场和库仑定律的基本概念、公式以及一些实际应用。
静电场是由电荷引起的力场。
每个带电体周围都存在着这样一个力场，它是无处不在的，会对周围的电荷施加力。
电荷的性质有两种：正电荷和负电荷。
根据电荷之间的相互作用，同性电荷相斥，异性电荷相吸。
静电场可以用矢量表示，其方向指向下一个正电荷所受力的方向。
静电场的强度可以用电场强度来描述。
电场强度是指在某一点附近单位正电荷所受的力的大小。
设想一个正电荷在空间中某一点产生了一个电场，另一个正电荷放置在这一点附近，则它会受到电场强度的作用力。
电场强度的大小与电荷的量和距离有关，可以通过以下公式计算：E = k * (Q / r^2)其中，E代表电场强度，k代表库仑常量，Q代表电荷量，r代表距离。
库仑定律是描述电荷之间相互作用力的定律。
它表明两个电荷之间的相互作用力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离平方成反比。
具体表达式为：F = k * ((Q1 * Q2) / r^2)其中，F代表电荷之间的相互作用力，k代表库仑常量，Q1和Q2分别代表两个电荷的电荷量，r代表它们之间的距离。
静电场和库仑定律在生活中有许多实际应用。
最常见的例子之一是闪电现象。
闪电是由云层中的电荷分离所引起的静电放电，它的形成和传导过程遵循着静电场和库仑定律的规律。
此外，静电场和库仑定律也在电场、电容、电流等电学领域的研究中有广泛的应用。
例如，在电容器中，电场的存在使得正负电荷分离，产生电势差；电场还可以影响电流的流动和导电体中的电荷分布。
总结而言，静电场和库仑定律是描述电荷之间相互作用的重要概念。
静电场由电荷产生，可以用电场强度来表示；库仑定律则量化了电荷之间的相互作用力。
这两个概念在物理学的研究和应用中起着重要作用，对于我们理解电磁现象和解决实际问题具有重要意义。
电磁学笔记(全)
电磁学笔记（全）第一章 静电场1.1库仑定律物理定律建立的一般过程 ⏹ 观察现象； ⏹ 提出问题； ⏹ 猜测答案；⏹ 设计实验测量；⏹ 归纳寻找关系、发现规律；⏹ 形成定理、定律（常常需要引进新的物理量或模型，找出新的内容，正确表述）； ⏹ 考察成立条件、适用范围、精度、理论地位及现代含义等 。
库仑定律的表述： (p5) ⏹ 在真空中，两个静止的点电荷q1和q2之间的相互作用力大小和q1 与q2的乘积成正比，和它们之间的距离r 平方成反比；作用力的方向沿着他们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
1.2电场强度电荷q 所受的力的大小为：场强 E = F/q场强叠加原理：点电荷组： 连续带电体：1.3 高斯定理任意曲面：的电量大小、正负有关激发的电场有关q Q r Qq F 与与2041πε=∑=iiE∧⎰⎰⎰==r rdq d d 2041,πεSd E EdS d S E ⋅==θcos Φ的通量通过d ∑⎰⎰=⋅=Φ内S iSE qd 01ε⎰⎰⋅=ΦSESd E 受的力的方向一致方向：与单位正电荷所小场中受到的电场力的大大小：单位正电荷在电E高斯定理：1.4 环路定理⏹ 电荷间的作用力是有心力 —— 环路定理⏹ 在任何电场中移动试探电荷时，电场力所做的功除了与电场本身有关外，只与试探电荷的大小及其起点、终点有关，与移动电荷所走过的路径无关 ⏹ 静电场力沿任意闭合回路做功恒等于零⏹ 两点之间电势差可表为两点电势值之差1.5 静电场中的导体⏹ 导体：导体中存在着大量的自由电子电子数密度很大，约为1022个/cm3静电平衡条件1.7电容和电容器20204141επεπεqdS r qdS r qEdS S d E SS SS E ====⋅=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰Φ)()(Q U P U d d d U QPQ PPQ -=⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰∞∞'0E E E +=内= 0导体储能能力与q、U无关关与导体的形状、介质有⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫=Uq C ⎰⎰∑∑==iS e ii n i i i e dSU U Q W σ2121第二章 恒磁场2.1 奥斯特实验奥斯特实验表明：⏹ 长直载流导线与之平行放置的磁针受力偏转——电流的磁效应 ⏹ 磁针是在水平面内偏转的——横向力⏹ 突破了非接触物体之间只存在有心力的观念——拓宽了作用力的类型2.2 毕奥—萨筏尔定律B-S 定律：电流元对磁极的作用力的表达式：⏹ 由实验证实电流元对磁极的作用力是横向力⏹ 整个电流对磁极的作用是这些电流元对磁极横向力的叠加⏹ 由对称性，上述折线实验结果中，折线的一支对磁极的作用力的贡献是H 折的一半磁感应强度B ：⏹ 电场E 定量描述电场分布 ⏹ 磁场B 定量描述磁场分布 ⏹ 引入试探电流元2.3 安培环路定理⏹ 表述：⏹ 磁感应强度沿任何闭合环路L 的线积分，等于穿过这环路所有电流强度的代数和的μ0倍构成的平面B 成反比与r 成正比与B 2r l d d Idl r r l d I d ,sin )(413110⊥⨯=，、θπμ2tan αr I k H =折k k 21=,)ˆ(12212122112r r l d l d I I k F d ∧⨯⨯=⎰∧⨯⨯=112212122102)ˆ(4L r r l d l d I I F d πμ22l dI 11l d∑-=内L I II 2122.4 磁高斯定理 磁矢势磁场的“高斯定理” 磁矢势 ：⏹ 磁通量⏹ 任意磁场，磁通量定义为 ： ⏹ 磁感应线的特点：⏹ 环绕电流的无头无尾的闭合线或伸向无穷远： 磁高斯定理 ：⏹ 通过磁场中任一闭合曲面S 的总磁通量恒等于零 ⏹ 证明：⏹ 单个电流元Idl 的磁感应线：以dl 方向为轴线的一系列同心圆，圆周上B 处处相等；⏹ 考察任一磁感应管(正截面为)，取任意闭合曲面S ，磁感应管穿入S 一次，穿出一次。
人教版选修3-1 第一章静电场-电荷在电场中的受力分析 库仑定律(无答案)
电荷在电场中的受力分析1-1库仑定律（受力分析）库仑定律表达式：F = 221r q q k ；其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静电力常量，k = 9.0×109N m 2/C 2.例1、真空中两个相同的等量同种电荷的金属小球A 和B （均可看成点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F ；如果用一个不带电的同样的金属小球C 先与A 接触，再与B 接触，然后移开C ，此时A 、B 两球间的静电力为F 1；如果将A 、B 间距离增大到原来的3倍，则A 、B 间的静电力为F 2，则F ：F 1：F 2为多少？例2、如图所示、三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一条直线上，q 2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍，q 1、q 2之间的距离为L ，q 1、q 2、q 3的电荷量分别为+Q ，-3Q ，+4Q ，求每个电荷所受的静电力为多少？方向如何？例3、如图所示为一边长为L 的正方形，在A 、B 、C 、D 分别固定一个正电荷，电荷量为Q，求C点位置电荷所受的静电力。
例4、如图所示为一边长为L的菱形，∠B=600，A、B、C、D分别固定一个正电荷，电荷量为Q，求D点位置电荷所受的静电力。
例5、如图所示为一半径为R的圆形，在A、B、C、D分别固定一个正电荷，电荷量为Q，求D点位置电荷所受的静电力。
例6、如图所示为一边长为L的正三角形，在A、B、C、O分别固定一个正电荷，（O点为三角形ABC的内切圆的圆心）电荷量为Q，求O点位置电荷所受的静电力。
例7、如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电的小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离．此时细绳的拉力为多少？例8、如图所示，两个完全相同的带电小球，电荷量均为q，细绳的长度为L，两小球均处于静止状态，则两个小球的质量为多少？此时细绳的拉力为多少？例8、如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的小球A ，在Q 的正上方P 点用绝缘线悬挂一个小球B ，A 、B 两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角．由于漏电，A 、B 两小球的电荷量逐渐减小，悬线与竖直方向夹角θ逐渐减少，则在漏完电之前，拉力的大小将( )A ．保持不变B ．先变小后变大C ．逐渐变小D ．逐渐变大例9、如图所示，两个带电小球A 、B (可视为点电荷)的质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点，静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为21θθ和相等，求m 1和m 2的大小关系。
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电磁学与热学
1
授课人 王凤平
数理学院物理系
fpwang@2※ 怎 Nhomakorabea学好物理？
Learn?
No!
Investigation No! Study Yes!
3
How to Study?
1 Observation
4
2 Thinking
5
3 Discovery
24
f r
2
若 0
后果？
• 静电场的基本定理——高斯定理将不成立
– 动摇了电磁理论的基础
• 电力平方反比律与m光（静）是否为零有密切关系
– m光是有限的非零值？还是一个零？有本质的区别 – 现有理论以m光=0为前提, 若m光不为零 ，后果严重: • 电动力学的规范不变性被破坏 • 电荷将不守恒 • 光子偏振态要发生变化 • 黑体辐射公式要修改 • 会出现真空色散，即不同频率的光波在真空中的传 播速度不同，从而破坏光速不变。 目前最好的结果 m 1.6 1047 g 25 相当于 10 16
第二篇：电磁学
内容：
一. 静电场及基本性质 二. 稳恒电流的电场、磁场及基本性质
三.电磁感应现象及规律
四. Maxwell 电磁场方程组
思路：实验规律
场的 性质
场与物质的 相互作用
11
§7.1 电荷
第七章 静电场
物质的电结构
分子 原子
电子 原子核 质子 中子
电荷的基本性质
两种电荷 (正、负）
平时作业10分
课堂出勤10分
缺交四分之一及以上者取消考试资格 无故缺勤 1 次扣 2 分； 无故缺勤 5 次及以上者取消考试资格
期中考试10分 文献报告10分
期末考试60分
掌握 理解 了解 80-85% 10-15% <5%
8
关于本学期大学物理竞赛的说明
（1） 时间和内容： 校内物理竞赛估计会在第6 周周末（10 月19/20 日）左右， 考试内容根据不同课程进度略有调整： ※ 修《大学物理C》的同学考试内容为力学、振动波动、 光学和静电场；
f r
2.06
他测出不大于 0.02（未发表，100年以后Maxwell整 理他的大量手稿，才将此结果公诸于世。 16
1785年Coulomb测出结果
精度与十三年前Cavendish的实验精度 相当 – 库仑是扭称专家; – 电斥力——扭称实验，数据只有 几个，且不准确（由于漏电）— —不是大量精确的实验； 电引力——单摆实验得: 电引力单摆周期正比于距离 与万有引力单摆周期类比，得
26
电量单位:
第一种：国际单位制(SI)中 基本单位—长度(m)、质量(kg)、时间(s)、电流强度(A) 电量单位: 当导线中通过1安培稳恒电流时，一秒钟内通 过导线某一给定截面的电量为 1 库仑 1库仑=1安培秒 (1C=1A·s) q1q2 若F = 1N, q1=q2=1C, r =1m f k
单位制和量纲 用基本物理量表示其它物理量
长度(L )、质量(M )、时间( T )、电流强度( I )
电力叠加原理
f fi
i
31
260/7.1、7.2 7.3
32
19
19 1 . 602 10 库仑 e 1.6021892 (46) 10 库仑 31 电子质量 m m 9.1110 千克
13
一、库仑定律 以库仑定律为例说明：
§7.2 库仑定律与叠加原理
一个物理定律建立本身就是物理学取得很大进展的标志 物理定律具有丰富、深刻的内涵和外延 对于基本定律，我们究竟从那些方面考察？
28
物理量的量纲：用基本物理量表示其他物理量 MKSA(SI)单位制：基本物理量 长度(L)、质量(M)、时间(T )、电流强度(I )
物理量Q的量纲 [Q]=L pM qT rI n 如：速度V的量纲 [V ]=LT -1 又如：加速度a 的量纲 [a]=LT -2
力F 的量纲 [F]=MLT -2
q2
q1
如图f1、f2、f3、fi分别代表点电荷q1 q2 q3 qi对点电荷 Q的作用力，则Q所受合力为：
f fi
i
注意：两个点电荷之间的作用力并不因第三个点电 荷存在而有所改变。
30
※ 今天重点掌握： 库仑定律的表述 静止、真空、点电荷 库仑定律的表达式
q1q2 ˆ f r 2 4 0 r
1 2 21 2
q
21
1
r
q
2
21
: q2 q1 的单位矢量
19
k是引进单位制后引入的常数。
讨论：
1） 实验结果 2 f r — q1 q 2 实验结果 f k 2 r f q1q2 — r 对称性的结果 f || r —
q1q2 f k 2 r r
电量q的量纲：q=TI
0
q q L 0的量纲： F r
1 2 2
3
M -1T 4 I 2
29
二、电力叠加原理
如果空间存在两个以上的点 电荷时，要用叠加原理。即 作用在其中一个点电荷上的 力，是各个点电荷对其作用 力的矢量和 qi
f1
Q
f2
f3
fi
q3
• 现象与万有引力有相同规律 • 由牛顿力学可知：球壳对放置在壳外 的物体有引力，而放置在球壳内任何 位置的物体受力为零。 • 类比：电力与距离平方成反比 1 F引 2 • （1766年做的实验，未被重视）
r
1 ~ F电 2 r
15
设计实验 1769年Robison首先用直接测量方法确定电力定律， 得到两个同号电荷的斥力
23
4）适用范围 • 原子核尺度——地球物理尺度
• 天体物理、空间物理 大概无问题
10 17 m ~ 107 m
5）精度
10 16 1971年 10
2
库仑定律的理论地位和现代含义
• 库仑定律是静电学的基础，说明了 : –带电体的相互作用问题 原子结构、分子结构、固体、液体的结构 化学作用的微观本质、都与电磁力有关，其 中主要部分是库仑力 –静电场的性质
6
说明
教 材：《大学物理学》上、下册 张三慧编著 第三版
清华大学出版社
参考书：《电磁学》 赵凯华 陈熙谋 著 第三版 高等教育出版社 《热学》 李椿 著 第三版 高等教育出版社 收发作业时间：每周二上课时间（第二周开始） 答疑时间地点： ， （理化楼 234室, 第二周开始）
7
考评体系
27
且：1库仑=3.00109 CGSE电量单位
SI制中库仑定律的常用形式
1 令 K 4 0
0 8.85 10 12
c2 m2 N
真空介电常量 真空电容率
q1q2 ˆ f r 2 4 0 r
基本实验规律 宏观、微观均适用
地磁场研究(107m)到高能电子散射(10-17m)
20
2） • 上述公式并非都是大量实验 的结果，是在事实基础上理 性思维的结果。 • 如力的方向：分析点电荷受 力：只能沿联线，否则空间 旋转180°就不对称了
3） 库仑定律的成立条件、适用范围、精度 条件： 静止、 真空、点电荷
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静止 –点电荷相对静止，且相对于观察者也静止
–该条件可以拓宽到静源——动电荷， –不能延拓到动源——静电荷？ –因为作为运动源，有一个推迟效。 –问题：上述结论是否与牛顿第三定律矛盾？结果合理吗？
q1 q2 F k 2 r
k的取值
一般情况下物理上处理k 的方式有两种：
a) 如果关系式中除k 以外，其它物理量的单位已经 确定, 那么只能由实验来确定k 值 k 是具有量纲的量 如:万有引力定律中的引力常量G就是有量纲的量
b) 如果关系式中还有别的量尚未确定单位 则 令 k =1 (如牛顿第二定律中的k )
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2. 库仑定律的矢量表达式 r F 21
q
F
q
2
12
1
q1 给q2 的力为F12
ˆ r
12
qq ˆ F k r r
1 2 12 2
q
1
r
q
F
2
12
12
q2 给q1 的力为F21
ˆ r F ˆ r
12
: q1 q2 的单位矢量
21
ˆ r
21
qq ˆ F k r r
L T 2 r~ Gm
F电 r 2 , 10 2
2
f r
?
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1. 库仑定律的表述
• 在真空中，两个静止的点电荷q1和q2之间的相互作用 力大小和q1 与q2的乘积成正比，和它们之间的距离 r 平方成反比；作用力的方向沿着他们的联线，同号 电荷相斥，异号电荷相吸。
两个异号电荷的引力比平方反比的方次要小些。 （研究结果直到1801年发表才为世人所知）
Cavendish实验 1772年Cavendish遵循Priestel的思想设计了实验“验 证电力平方反比律”，如果实验测定带电的空腔导 体的内表面确实没有电荷，就可以确定电力定律是 遵从平方反比律的即 f r 2 越小，内表面电荷越少
（2） 奖励政策： 校内竞赛获奖的同学期末卷面成绩加10 分；校外获奖的同 学期末免考，期末卷面按100 分计。已经修完大学物理课程 的同学原成绩保持不变。
（3） 参赛资格： 只允许大二的同学参赛，自愿报名。报名通知会在国庆之前 出现在教学网上。通过校内竞赛的同学由学校推荐参加校外 竞赛。
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（4） 公共邮箱： 竞赛公共邮箱： phys_comp_ustb@ 密码：js2013 该邮箱里有近几年校内及校外大物竞赛的试题和参考答案，也 有关于校内竞赛的说明，请同学们随时查看。若有其它共享资 源，也会发到该邮箱。 （5） 竞赛辅导： 由去年的竞赛成绩来看，校外竞赛辅导还是有明显效果的。因 此本学期拟在校内竞赛结果公布后，继续以《大学物理学习方 法》课程的名义安排校外竞赛辅导。 （6）鼓励与宣传： 希望感兴趣的同学积极参加物理竞赛。近几年获奖情况如下： 时间 获奖人数 一等奖 二等奖 三等奖 第25 届 2008 年 84 3 28 53 第26 届 2009 年 104 10 44 50 第27 届 2010 年 95 14 32 49 第28 届 2011 年 66 2 23 41 第29 届 2012 年 111 6 31 74 10