库仑定律

关于库仑定律的文章

关于电荷及其类型的文章解释说,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。换句话说,带正电的物体吸引带负电的物体,带正电的物体排斥带正电的物体,带负电的物体排斥带负电的物体。这表明带正电的物体和带负电的物体之间存在电场力。哪些因素会影响带电物体之间的电场力呢?

法国物理学家查尔斯·库仑(1736-1806)在18世纪80年代进行了一系列实验,研究影响带电物体间电力大小的因素。库仑使用的装置与卡文迪什用来研究万有引力常数的装置——扭秤——类似。库仑研究的是电力,所以他使用了两个带电的金属球;而卡文迪什研究的是万有引力,所以他使用了两个不带电的、有质量的球。

影响电力的因素

库仑利用扭秤进行的实验,发现了几个现象。

– 在本实验中,两个实心球之间的距离始终保持不变。当实心球1上的电荷量为1,实心球2上的电荷量也为1时,作用在两个实心球上的电场力均为1。

一个电极上的电荷量 Q 1与另一个电极上的电荷量 Q 2的乘积(F ≈ q 1 q 2)。

在本实验中,两个实心球上的电荷量始终相同。如果两个实心球之间的距离为 1,则作用在两个实心球上的电场力为 1。如果两个实心球之间的距离为 2,则作用在两个实心球上的电场力为 ¼。库仑由此得出结论:作用在两个实心球上的电场力的大小与距离的平方成反比 (F ≈ 1 / r² )。

库仑定律

库仑定律是物理学定律之一,它解释了电场力、电荷量和电荷间距离之间的关系。该定律是根据库仑进行的实验建立的,相关实验已在前文中描述。

库仑定律指出,带电粒子对另一个带电粒子施加的力的大小与电荷量成正比。

粒子间电荷的乘积与两粒子间距离的平方成反比。这种力沿连接两粒子的直线方向作用。同种电荷的粒子相互排斥,异种电荷的粒子相互吸引。

库仑定律可以用数学方程式表示:

库仑定律1

F12 = 粒子1和粒子2之间的电场力

q1 = 粒子1的电荷量

q2 = 粒子2的电荷量

r12 =粒子1和粒子2之间的距离

库仑定律2

F21是电荷q2对电荷q1的作用力,而F12是电荷q1对电荷 q2的作用力。当q1和q2的电荷类型不同时,F21 和 F12 相互排斥;当 q1 和 q2 的电荷类型不同时, F21和F12相互吸引。

F 21和 F 12大小相等,方向相反,作用于不同的物体,因此这两个力都是一对作用力与反作用力。

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