8-1 電荷 庫侖定律

1、物理學(xué)的第三次大綜合的電磁感應(yīng)定律： 電磁一體麥克斯韋電磁場(chǎng)統(tǒng)一理論（19世紀(jì)中葉）在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)電磁波的存在，光是電磁波.技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、無線電技術(shù)等.庫侖定律： 電荷與電荷間的相互作用 （磁極與磁極間的相互作用） 奧斯特的發(fā)現(xiàn)： 電流的磁效應(yīng)，安培發(fā)現(xiàn)電流與電流 間的相互作用規(guī)律. 一 電荷電荷守恒定律 在孤立系統(tǒng)中,電荷的代數(shù)和保持不變. 強(qiáng)子的夸克模型具有分?jǐn)?shù)電荷（ 或 電子電荷）但實(shí)驗(yàn)上尚未直接證明.（自然界的基本守恒定律之一）基本性質(zhì)1 電荷有正負(fù)之分；2 電荷量子化； 電子電荷 3 同性相斥，異性相吸. 本杰明富蘭克林(Benjamin Franklin，1706

2、1790)出生于美國一個(gè)貧窮的制燭工人家庭，在家里十七個(gè)孩子中排行十五，他當(dāng)過印刷工、作家、政治家、外交家和科學(xué)家，在18世紀(jì)的美洲這塊新大陸上是不可多得的人才，可是他只受過兩年正規(guī)教育。富蘭克林對(duì)靜電學(xué)的最重要貢獻(xiàn)，是發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律。富蘭克林利用萊頓瓶做了大量的靜電方面的實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)帶有不同性質(zhì)電荷的帶電體相互接觸后可以呈現(xiàn)中性。根據(jù)這種相消性和數(shù)學(xué)上的正、負(fù)數(shù)的概念，他把“陽電”稱為正電，把“陰電”稱為負(fù)電，并進(jìn)一步從電荷的相消性，推出如下結(jié)論：(1)正電和負(fù)電，在本質(zhì)上不應(yīng)有什么差別；(2)摩擦起電過程中，總是形成等量的異種電荷；(3)摩擦起電過程中，一方失去的電荷與另一方得到

3、的電荷在數(shù)量上相等。于是，在上述推論的基礎(chǔ)上，他總結(jié)出一個(gè)普遍的原理：電荷既不能創(chuàng)生也不能消滅，只不過是從某一個(gè)帶電體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)帶電體；在電荷轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量是不變的。這就是電荷守恒定律的最原始的表述方式。 富蘭克林在公眾中的名聲除發(fā)現(xiàn)電荷守恒定律外還有他的大氣電實(shí)驗(yàn)，并以發(fā)現(xiàn)避雷針而達(dá)到了頂峰。當(dāng)時(shí)大多數(shù)人認(rèn)為雷電是“上帝之火” ，是天神發(fā)怒的結(jié)果。 1752年7月的一天，天氣悶熱，烏云密布，電閃雷鳴，就在這大雷雨將要來臨的時(shí)候，美國費(fèi)城郊區(qū)上空升起了一只神奇的風(fēng)箏它是用絲綢做成的，頂部安裝一根尖細(xì)的鐵絲，風(fēng)箏用麻繩系住，麻繩末端掛著一把鑰匙興致勃勃地放風(fēng)筍的那兩個(gè)人就是富蘭克林和

4、他的兒子。他們放風(fēng)箏不是為了玩，而是冒著遭受雷擊喪生的危險(xiǎn)，在進(jìn)行吸取“天電”的實(shí)驗(yàn)，他把從云端“吸取”的電荷收集在萊頓瓶中，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn)：“由此得來的電火可以使酒精燃燒，并可用來進(jìn)行別的有關(guān)電的實(shí)驗(yàn)；而這些實(shí)驗(yàn)平常是靠摩擦小球或小管來作的?！睆亩估纂姾湍Σ疗痣娊y(tǒng)一了起來。 電荷守恒定律是物理學(xué)中一條比較普遍的守恒定律，富蘭克林為電磁學(xué)大廈建立了第一塊頗為重要的奠基石。 SI制 點(diǎn)電荷模型二 庫侖定律庫侖定律（ 為真空電容率） 令 庫侖定律 庫侖力遵守牛頓第三定律解: 例8-1 按量子理論，在氫原子中,核外電子快速地運(yùn)動(dòng)著，并以一定的概率出現(xiàn)在原子核(質(zhì)子)的周圍各處。在基態(tài)下，電子在以質(zhì)子為中心、半徑r=0.52910-10m的球面附近出現(xiàn)的概率最大。試計(jì)算在基態(tài)下氫原子內(nèi)電子和質(zhì)子之間的靜電力和萬有引力,并比較兩者的大小。(引力常數(shù)G= 6.6710-11Nm2kg-2)（微觀領(lǐng)域中,萬有引力比庫侖力小得多,可忽略不計(jì).）或者例8-2 在如圖中，三個(gè)點(diǎn)電荷分別位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，所帶的電荷量分別為q1=-86C， q2=50C， q3=65C。q1、q3間相距0.6m， q2、q3間相距0.3m 。求作用在q3上的合力的大小和方向。q1q2q3XY解：q1q2q3XYF32F31F3 q2給q3