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介绍静电学的基本概念和基础理论。包括电荷、电荷密度、电场、电场强度、
电压、电位等基本概念以及库仑定律、高斯定理等静电学基本原理。
2.1电荷与库仑定律
2.1.1电荷和电量
由不同材料组成的物体,互相摩擦或紧密接触分离后,都能吸引灰尘、纸片等轻微物
体。这时,我们说该物体已处于带电状态,或称物体带上了电荷,处于这种状态的物体称
为带电体。物体所带的电荷有两种,分别称为正电荷和负电荷。
物质由原子组成,而原子由原子核和核外电子组成,电子所带的电荷是负电荷,而组
成原子核的质子所带的电荷是正电荷,中子也是组成原子核的基本粒子,中子不带电荷。
物体相互摩擦后,失去电子的一方带正电荷,得到电子的一方带负电荷。
带同号电荷的物体互相排斥,带异号电荷的物体互相吸引,这种电荷间的相互作用称
为静电力。
表示物体所带电荷多少程度的物理量称为电量,通常用“Q”表示电量。电量的单位
是库仑,用符号“C*表示。一个电子所带电量为-1.6×10-1C。一个质子所带电量为+
1.6×10~19C。在工程上,常用的电量单位还有毫库(mC)、微库(pC)、纳库(nC)和皮库
(pC)。
1mC=10-c
1uC=10-*C
1nC=10-°C
1pC=10-l2c
为了研究电荷在物体上的分布情况,人们引人了体电荷密度、面电荷密度、线电荷密
度和荷质比来描述物体等带电情况。
1.体电荷密度
体电荷密度是单位体积内的电量,反映物体体积带电情况。
(2.1)
式中,p为体电荷密度,Q为电量,V为带电体的体积。体电荷密度的单位是库/米
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