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库仑力的公式是什么

更新时间:发布时间: 作者:沐夏花园

库仑力的公式是什么】在物理学中,库仑力是电荷之间相互作用的一种基本力。它由法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑(Charles-Augustin de Coulomb)在18世纪提出,并通过实验验证。库仑力的大小与两个电荷之间的距离和电荷量有关,遵循库仑定律。

一、库仑力的定义

库仑力是指两个静止点电荷之间由于电荷性质而产生的相互作用力。这种力可以是吸引力或排斥力,取决于电荷的符号:同性电荷相斥,异性电荷相吸。

二、库仑力的公式

库仑力的数学表达式如下:

$$

F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}

$$

其中:

- $ F $ 是两个电荷之间的库仑力,单位为牛顿(N);

- $ q_1 $ 和 $ q_2 $ 是两个点电荷的电荷量,单位为库仑(C);

- $ r $ 是两个电荷之间的距离,单位为米(m);

- $ k $ 是静电力常量,其值约为 $ 8.988 \times 10^9 \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2 $。

三、库仑力的特点

1. 方向性:库仑力的方向沿着两个电荷的连线方向。

2. 矢量性:库仑力是一个矢量,既有大小也有方向。

3. 与距离平方成反比:力的大小与电荷之间距离的平方成反比。

4. 适用于点电荷:该公式适用于真空中或均匀介质中的点电荷。

四、总结表格

项目 内容
公式 $ F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} $
单位 力:牛顿(N);电荷:库仑(C);距离:米(m)
常数 $ k $ 约 $ 8.988 \times 10^9 \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2 $
特点 方向沿连线、矢量、与距离平方成反比、适用于点电荷
应用场景 静电学、电场分析、电子器件设计等

五、小结

库仑力是电荷间相互作用的基本规律之一,广泛应用于静电学、电磁学以及现代电子技术中。理解并掌握库仑力的公式及其应用,有助于深入学习电场、电势等相关概念。

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