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电荷和库仑定律
电荷和库仑定律
5-1-1 电荷（electric charge）
电荷： 物质的一种物理性质。 带有电荷的物质为“带电物质”。
两种电荷：
硬橡胶棒与毛皮摩擦后所带的电荷为负电荷。
玻璃棒与丝绸摩擦后所带的电荷为正电荷。
电荷的基本性质：
电荷与电荷之间存在相互作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
电量：物体带电荷量的多少。
N = 1，2，3，…
基本电荷量：
电量单位： 库仑（C）
密立根油滴实验
《大学物理实验》
必做实验 P161
当物体带电量较多时，如宏观带电体，电量可
以按连续量处理。
说明
电量单位库仑来源
库仑不是国际单位制基本单位，而是国际单
位制导出单位。
若导线中载有1安培的稳定电流，则在1秒内
通过导线横截面积的电量为1库仑。
安培的定义为：在真空中相距为1米的两根无限
长平行直导线，通以相等的恒定电流，当每米
导线上所受作用力为2×10-7N时，各导线上的
电流为1安培。
弱版电荷守恒定律
整个宇宙的总电荷量保持不变，不会随着
时间的演进而改变。
强版电荷守恒定律
在任意空间区域内电荷量的变化，等于流
入这区域的电荷量减去流出这区域的电荷量。
可以简化为点电荷的条件:
d
r
<
<
Q
2
r
Q
1
d
点电荷 (理想模型）：
一个形状和大小可以略去不计的带电粒子或带电体。
库仑定律
真空中两个静止点电荷相互作用力F 的大小与这两个点电荷所带电量 q1和q2 的乘积成正比，与它们之间的距离r 的平方成反比。作用力F 的方向沿它们的连线方向，同号相斥，异号相吸。
真空中的库仑定律（实验定律）：
（库仑发现于1785年）
其数学表达形式 :
库仑定律数学表达式
ε
0
真空中介电常数（真空电容率）
其中：
库仑力F 的方向
同种电荷: q1q2 > 0
异种电荷: q1q2 < 0
q1
q2
矢量形式:
q1
q2
例1.在氢原子中，电子与质子的距离约为5.3 10-11m,求它们之间的万有引力和静电力。
解：
（已知： M =1.67 10-27 kg , G = 6.67 10-11 N·m2·kg-2，m = 9.11 10-31 kg）
几个有趣的问题
-q
q
电偶极矩：
的方向总是从负电荷指向正电荷
r
dr
O
r
r +dr
思考：
对于球壳，dV 怎么计算
方法一：
方法二：

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