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电磁学系列3: 库仑定律
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本期我们给大家带来的是库仑定律的讲解！
公元前的人类已经掌握了摩擦生电，并且知道电荷分两种类型，到后来物理学家查理·库仑使用扭秤装置实验得电磁学最最基础的“库仑定律”
Q:周围在前面我们一直说“库仑”，那库仑到底是什么，他又有多大呢？
A: 物理学中，把电荷的多少叫做电荷量。电荷量用Q表示，它的单位是库仑，简称库，用符号C表示。（其实在历史中，电磁学中出现过各种各样的单位。像“长度”“质量”一样，现在仍有一些单位存在，但长度和重量单位的起源分别是地球的大小和水的重量）那么，如何决定电磁学的基本单位——“单位电荷量”才是最公平的呢？
基本定义：1库仑=1安培·秒
1库仑：1安培的电流一秒内通过的导线横截面积的电量。
那1安培又是多少？
定义：在真空中相距为一米的两根无限长的平行直导线，通过相等的恒等电流，当每米导线上受到作用力为2×10^-7N 时，各导线的电流为1安培。
由此可以看出库仑不是国际单位制基本单位，而是由“安培”这个国际单位导出的。
1库仑的大小到底是多少呢？
首先，将电荷1C，距离1m代入库仑定律
公元前的人类已经掌握了摩擦生电，并且知道电荷分两种类型，到后来物理学家查理·库仑使用扭秤装置实验得电磁学最最基础的“库仑定律”
· 电荷和电荷间的作用力与两个电荷量的乘积成正比
· 电荷和电荷间的作用力与两个电荷间的距离的平方成反比
真空的电容率：
· 电荷和电荷间的作用力与两个电荷间的距离的平方成反比
真空的电容率：
k=1/4πε0=9×109[N㎡/C2]
无论是q1受到来自q2的作用力，还是q2受到来自q1的作用力，他们的大小相等、方向相反。这就是力学中作用与反作用定律。
为了理解库仑力，人类发明了很多的概念来描述它，比如电场、电位、电场线、矢量场、标量场等等。
下面我们来讲解下上面的相关概念
Q:什么是电场呢？
A:电场是表现受电荷牵引的作用力的矢量场。
Q:电场和电场强度有什么关系？
A:电场力的表现就是电场强度了。q库仑的电荷受到来自电场
的作用力的情况
为了理解库仑力，人类发明了很多的概念来描述它，比如电场、电位、电场线、矢量场、标量场等等。
下面我们来讲解下上面的相关概念
Q:什么是电场呢？
A:电场是表现受电荷牵引的作用力的矢量场。
Q:电场和电场强度有什么关系？
A:电场力的表现就是电场强度了。q库仑的电荷受到来自电场
的作用力的情况位又称电势，是指单位电荷在静电场中的在某一点所具有的电势能。电势大小取决于电势零点的选取，其数值只具有相对的意义
Q:如果正负电荷在一起电场什么情况
A:矢量场的箭头从正电荷射出，被负电荷吞没。
A:矢量场的箭头从正电荷射出，被负电荷吞没。
Q:周围在前面我们一直说“库仑”，那库仑到底是什么，他又有多大呢？
A: 物理学中，把电荷的多少叫做电荷量。电荷量用Q表示，它的单位是库仑，简称库，用符号C表示。（其实在历史中，电磁学中出现过各种各样的单位。像“长度”“质量”一样，现在仍有一些单位存在，但长度和重量单位的起源分别是地球的大小和水的重量）那么，如何决定电磁学的基本单位——“单位电荷量”才是最公平的呢？
基本定义：1库仑=1安培·秒
1库仑：1安培的电流一秒内通过的导线横截面积的电量。
那1安培又是多少？
定义：在真空中相距为一米的两根无限长的平行直导线，通过相等的恒等电流，当每米导线上受到作用力为2×10^-7N 时，各导线的电流为1安培。
由此可以看出库仑不是国际单位制基本单位，而是由“安培”这个国际单位导出的。
1库仑的大小到底是多少呢？
首先，将电荷1C，距离1m代入库仑定律
可以计算出电流间的相互作用力有9.0x109N。相当于90吨，但是我们在日常生活中是看不见如此强大的库仑力。这是因为正电荷和负电荷通常处于互相混杂的状态，这么多的电荷想要拉开距离是十分困难的。而1A的电流与流经100W的灯泡的电路一样，十分普遍。
最小的电荷是一个电子，其大小为1.6x10-19C。1C约相当于6.25×1018个电子的电量。
最小的电荷是一个电子，其大小为1.6x10-19C。1C约相当于6.25×1018个电子的电量。
