第十四节 库伦定律

一、库仑定律

库仑定律（Coulomb's law），法国 物理学家查尔斯·库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。

库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律。在真空中，点电荷 q1 对 q2的作用力为

F=k*(q1*q2)/r^2 (可结合万有引力公式F=Gm1m2 /r^2来考虑）其中：r ——从 q1到 q2方向的矢径     两者之间的距离k ——库仑常数上式表示：若 q1 与 q2 同号， F 12y沿 r 方向——斥力

若两者异号， 则 F 12 沿 - r 方向——吸力.显然 q2 对 q1 的作用力F21 = -F12 （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)=9.0x10^9牛 ·米2/库2（N*m^2/C^2）  k的单位还可表示成kg*(A^-2)*m^3*(s^-4)

e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 C^2/ N ·m^2( 通常表示为法拉/米 )

是真空介电常数 英文名称：permittivity of vacuum

说明：又称绝对介电常数。符号为εo。等于8.854187817×10^(-12)法/米。它是导自真空磁导率和光在真空中速度的一个无误差常量。

库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律。在真空中，点电荷 q1 对 q2的作用力为

F=k*(q1*q2)/r^2 (可结合万有引力公式F=Gm1m2 /r^2来考虑）

其中：

r ——从 q1到 q2方向的矢径     两者之间的距离

k ——库仑常数

上式表示：若 q1 与 q2 同号， F 12y沿 r 方向——斥力

若两者异号， 则 F 12 沿 - r 方向——吸力.

显然 q2 对 q1 的作用力

F21 = -F12 （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)=9.0x10^9牛 ·米2/库2（N*m^2/C^2）  k的单位还可表示成kg*(A^-2)*m^3*(s^-4)

e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 C^2/ N ·m^2( 通常表示为法拉/米 )

是真空介电常数 英文名称：permittivity of vacuum

说明：又称绝对介电常数。符号为εo。等于8.854187817×10^(-12)法/米。它是导自真空磁导率和光在真空中速度的一个无误差常量。

二、疑点：

1.F=k*(q1*q2)/r^2的数学原理和万有引力定理一样是一个螺线，r无限小时，难道F可以无限大吗？显然不可能。

2.F的变化应该有一个区间，这个区间可以反映在r的区间上，可以通过实验测定这个区间，超出这个区间力就不变化了，可是为什么？

3.比例常数 k是一个常数，是不变的，那么是谁的变化引起力的变化？ 比例常数 k的背后隐藏着什么秘密？

4.库伦力与质量无关吗？