庫倫定律的知識(shí)了解
2024-04-22 17:03:46
一、什么是庫倫定律
1785年庫倫發(fā)現(xiàn):靜電荷間相互作用力的規(guī)律,同樣的定律也適用于磁極之間的相互作用。
真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。公式表示為:F=kq1q2/r²。其中k為靜電力常量,當(dāng)各個(gè)物理量都采用國際單位制時(shí),k=9.0×109Nm²/C²。這種相互作用力稱為靜電力或庫侖力。
二、庫侖定律的適用條件
1、真空環(huán)境。庫侖定律最初是在真空中推導(dǎo)出來的,因此在真空中庫侖定律成立。
2、靜止點(diǎn)電荷。庫侖定律適用于點(diǎn)電荷之間的相互作用,點(diǎn)電荷指的是體積 相對(duì)于作用距離可以忽略不計(jì)的電荷。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí),庫侖定律不適用。
3、場(chǎng)源電荷靜止、受力電荷運(yùn)動(dòng)。庫侖定律適用于場(chǎng)源電荷靜止、受力電荷運(yùn)動(dòng)的情況,但不適用于運(yùn)動(dòng)電荷對(duì)靜止電荷的作用力。
此外,當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí),庫侖定律需要經(jīng)過修正才能適用。在非真空、非靜止或者不能看成點(diǎn)電荷的情況下,庫侖定律不適用。
三、庫侖定律和萬有引力定律異同
庫侖定律和萬有引力定律是物理學(xué)中的兩個(gè)基本定律,它們之間有一些相似之處,但更多是不同點(diǎn),以下是它們的異同:
1、相似點(diǎn)
兩者都遵循平方反比定律,即力的大小與兩個(gè)物體間距離的平方成反比。兩者都與物體的位置有關(guān),萬有引力定律與物體的質(zhì)量有關(guān),而庫侖定律與物體所帶的電荷量有關(guān)。兩者都有一個(gè)比例系數(shù),萬有引力定律中的比例系數(shù)是引力常量G,而庫侖定律中的比例系數(shù)是靜電力常量k。
2、不同點(diǎn)
適用條件不同,萬有引力定律適用于宏觀物體,尤其是天體,而庫侖定律適用于微觀領(lǐng)域,特別是電荷之間的相互作用。萬有引力定律只涉及引力,而庫侖定律既包括引力也包括斥力,且力的大小與兩個(gè)物體的電荷量和距離有關(guān),同種電荷之間相互排斥,異種電荷之間相互吸引。