作业帮关于电荷量的知识使用的新课改删去了这部分内容.希望能够通俗易懂些,比如：定义、单位、公式、性质等
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/18 05:32:10
关于电荷量的知识使用的新课改删去了这部分内容.希望能够通俗易懂些,比如：定义、单位、公式、性质等
关于电荷量的知识
使用的新课改删去了这部分内容.希望能够通俗易懂些,
比如：定义、单位、公式、性质等
关于电荷量的知识使用的新课改删去了这部分内容.希望能够通俗易懂些,比如：定义、单位、公式、性质等
电荷
电荷是物质、原子或电子等所带的电的量.单位是库仑（记号为C）.
我们常将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“粒子”,只是我们常将它想像成粒子以方便描述.因此带电量多者我们称之为具有较多电荷,而电量的多寡决定了力场（库仑力）的大小.此外,根据电场作用力的方向性,电荷可分为正电荷与负电荷,电子则带有负电.
根据库仑定律,带有同种电荷的物体之间会互相排斥,带有异种电荷的物体之间会互相吸引.排斥或吸引的力与电荷的乘积成正比.
点电荷
点电荷 是带电粒子的理想模型.真正的点电荷并不存在,只有当带电粒子之间的距离远大于粒子的尺寸,或是带电粒子的形状与大小对于相互作用力的影响足以忽略时,此带电体就能称为“点电荷”.物质的一种固有属性．电荷有两种：正电荷和负电荷．物体由于摩擦、加热、射线照射、化学变化等原因,失去部分电子时物体带正电,获得部分电子时物体带负电．带有多余正电荷或负电荷的物体叫做带电体,习惯上有时把带电体叫做电荷．
电荷间存在相互作用．静止电荷在周围空间产生静电场,运动电荷除产生电场外还产生磁场．因此静止或运动的电荷都会受到电场力作用,只有运动电荷才能受磁场力作用．
一个实际带电体能否看作点电荷,不仅与带电体本身有关,还取决于问题的性质和精度的要求.点电荷是建立基本规律时必要的抽象概念,也是把分析复杂问题时不可少的分析手段.例如,库仑定律、洛伦兹定律的建立,带电体的电场以及带电体之间相互作用的定量研究,试验电荷的引入等等,都应用了点电荷的观念.
粒子的电荷
在粒子物理学中,许多粒子都带有电荷.电荷在粒子物理学中是一个相加性量子数,电荷守恒定律也适用于粒子,反应前粒子的电荷之和等于反应后粒子的电荷之和,这对于强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用都是严格成立的.
库仑定律：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,作用力的方向沿着这
两个点电荷的联线,同号电荷相斥,异号电荷相吸.公式：F=k*{(q1*q2)/(r*r)}*e<r>
库仑定律的实验验证：库仑定律是1784--1785年间库仑通过纽秤实验总结出来的.纽秤的结构如下图.在细金属丝下悬挂一根秤杆,它的一端有一小球A,另一端有平衡体P,在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B.为了研究带电体之间的作用力,先使A、B各带一定的电荷,这时秤杆会因A端受力而偏转.转动悬丝上端的悬钮,使小球回到原来位置.这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩.如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定,则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度,可以得知在此距离下A、B之间的作用力.
库仑定律 COULOMB’S LAW
库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律
真空中,点电荷 q 对 q0 的作用力为
（ 1-1 ）
其中,r ——两者之间的距离
r ——从 q到 q0方向的矢径,= r / r 是这方向的单位矢量
k ——比例常数
（1-1）式表示：若 q 与 q0 同号,F 10 y沿 r 方向——斥力；
若两者异号,则 F 10 沿 - r 方向——吸力.
显然 q0 对 q 的作用力
F01 = -F10 （1-2）
在MKSA单位制中
力 F 的单位：牛顿（N）=千克· 米/秒2(kg·m/S2)（量纲 ：M LT - 2）
电量 q 的单位：库仑（C）
定义：当流过某曲面的电流1 安培时,每秒钟所通过
的电量定义为 1 库仑,即
1 库仑（C）= 1 安培 ·秒（A · S） （量纲：IT）
比例常数 k = 1/4pe0 (1-3)
e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 库2/ 牛 ·米2 ( 通常表示为法拉/米 )
是真空介电常数（或称真空电容率）,它与真空中光速c 的关系为
(1-4)
C 是一个基本的物理常数,m0 为真空磁导率.现在（1-1）式写成
（1-5）
库仑定律的物理意义
(1)描述点电荷之间的作用力,仅当带电体的尺度远小于两者的平均距离,才可看成点电荷.
(2）描述静止电荷之间的作用力,当电荷存在相对运动时,库仑力需要修正为Lorentz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.
[例1-1] 比较氢原子中质子与电子的库仑力和万有引力（均为距离平方反比力）
据经典理论,基态氢原子中电子的“轨道”半径 r ≈ 5.29×10 -11 米
核和电子的线度 ≤ 10-15 米 ,故两者可看成 “点电荷”.
两者的电量 e ≈ ± 1.60×10-19 库仑 质量 mp ≈ 1.67×10-27 千克 me ≈ 9.11×10-31千克
万有引力常数 G ≈ 6.67 ×10-11 牛 ·米2 /千克2
电子所受库仑力 Fe =- e2r / 4pe0r3 电子所受引力 Fg= -Gmpmer /r3
两者之比：Fe /Fg = e2 / 4pe0Gmpme ≈2.27 ×10 39 （1-6）
可见,电磁力在原子、分子结构中起决定性作用!