2017 高三選修物理

1. 6-2 庫侖定律
COULOMB’S LAW

2. 庫侖定律Coulomb’s Law
1785年，庫侖仿照卡文迪西扭秤實驗之方法確定電荷間的力
與距離的關係

3. 庫侖定律Coulomb’s Law
兩者的電量乘積成正比，與兩者間的距離平方成反比
力的方向在兩者所連成的連心線
靜電力為一種 連心力
異性電，為吸引力
同性電，為排斥力

4. 庫侖定律Coulomb’s Law
公式 k為一個常數,庫侖常數
約 9.0×109 N-m2/C2 ，
真正的定義是
0 真空的電容率
該庫侖常數值 僅侷限在
真空中 (理想化）
1 2
2
q q
F k
r


0
1
4
k



5. 庫侖定律Coulomb’s Law
公式
1 2
2
q q
F k
r


當空間中有數個點電荷
?
疊加原理
q1的合力
𝐹14 + 𝐹13 + 𝐹12

6. 庫侖定律Coulomb’s Law
僅適用在點電荷或 球體
若帶電體體積極大，則另一帶電
體靠近時候，電荷會重新分佈，
導致兩者間的靜電作用力不滿足
庫侖定律
(大學電磁學範圍)
作用範圍：原子核到無窮遠處均適用

7. 庫侖靜電力與牛頓萬有引力的比較
相同點：
超距力
力的大小與
1
𝑟2成正比
保守力
重力：重力位能
靜電力：電位能
遵守「力學能」守恆
電位能+動能=定值
相異點：
庫侖力物體 帶電
萬有引力物具有質量
庫侖力：吸引力、排斥力
萬有引力：有吸引力
庫侖力的大小與帶電體所在
的 介質(環境) 有關
萬有引力與物體所在的環境
無關。

8. 原子尺度中的靜電力與重力
已知質子(氫原子核)帶
一單位正電荷，電子帶
一單位負電荷，基本電
荷電量單位e=1.6×10-
19庫侖。質子的質量為
1.7×10-27公斤，電子質
量為9.1×10-31公斤。則
質子與電子間的庫侖力
大小為萬有引力大小的
幾倍？
28
39
67
2.30 10
2.23 10
1.03 10
e
g
F
F



  

2
-31 -27
11
2
9.1 10 1.7 10
6.67 10
g
M m
F G
r
r


 
  
  
2
19 2
9
2
(1.6 10 )
9 10
e
Q q
F k
r
r


 

  

9. 原子尺度中的靜電力與重力
在「微觀」的世界（範圍）
比如電子、質子的之間處理
甚至更小的夸克
都可以忽略重力的處理。
僅考慮兩者之間的電磁作用力

10. Thank for your attention
參考資料
鄭呈因,龍騰課堂講義
維基百科
龍騰高三選修物理課本