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==初步认识电==
===古人对电的认识===
古人认为雷电是神灵的情绪变化导致的现象。

=== 发展 ===

# 1785年，法国库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律
# 1820年4月，英国奥斯特在课堂中无意间发现了电流磁效应，即电流能产生磁场。
# 同年，法国安培用数学方法总结了奥斯特的发现，并创立了电动力学
# 1831年，英国法拉第研究电流磁效应的相反情况是否成立，即磁能否产生电（电磁感应效应）。后成功证明。
# 1837年，英国法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。
# 1886年，麦克斯韦总结了由法拉第所开创的电磁理论。
# 1913年，美国密立根通过油滴实验精确测定了元电荷<math>e</math>的电荷量，获得诺贝尔奖。
# 1955年4月17日，英国爱因斯坦在逝世前试图建立一个“统一场理论”，用于对宇宙中已知的几种相互作用做出统一的解释。

===生活中的电===
===用电安全常识===

== 电场 ==
电场（Electric field）是用于描述电荷之间相互作用的一种特殊物质。这种物质不是由实物粒子组成的，但具有物质的基本特性：有质量、能量、动量。电荷能在自身周围的空间中产生电场，而电荷处在电场中则会受到电场力的作用。带电体周围会产生电场，变化的磁场也能产生电场。

=== 电场力 ===
电场对电荷的作用力叫做'''电场力'''。

=== 静电场 ===

==== 电荷 ====
电荷之间的相互作用力表现为'''同种电荷相斥，异种电荷相吸'''。我们将用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为'''正电荷'''，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷命名为'''负电荷'''。构成物质的原子中包含带电粒子（带正电的质子和不带电的中子组成原子核，带负电的电子游离在核外），而原子中的正负粒子数量决定了原子的显性。

===== 摩擦起电 =====
原子核内部的质子和中子被来源于强作用的核力紧密的束缚在一起，而远离原子核的的电子则束缚较小，容易受到外界的影响而脱离原子。其中脱离原子的表现就是从一个物体转移到另一物体，从此失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，这种情况被称为'''摩擦起电'''。而金属中距离原子核最远的电子经常会脱离原子核束缚，从而变成金属中的'''自由电子'''，失去电子的原子就成为了带正电的'''离子'''。存在自由电子的金属成为了导体，而与之对应的就是绝缘体。

===== 静电感应 =====
电荷之间的相互作用力在物体上表现为当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互作用，就会发生相斥或相吸的效应。这个规律与电荷之间的规律类似，被总结为'''“同极相斥，异极相吸”'''，这种现象叫做'''静电感应'''。

===== 电荷守恒定律 =====
电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分：在转移过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律。

===== 电荷量 =====
电荷的多少叫电荷量，它的单位是库伦，简称库，用<math>\mathrm{C}</math>表示。

===== 元电荷 =====
目前，人类已知的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子和正电子的电荷量与其相同，但符号相反。最小电荷量叫做'''元电荷'''，它的大小是<math>e</math>。同时所有带电体的电荷量都是<math>e</math>的整倍数。

* <math>e=1.60217733\times10^{-19}\,\mathrm{C}</math>
* 在计算中可取：<math>e=1.60\times10^{-19}\,\mathrm{C}</math>

===== 比荷 =====
电子质量为<math>{m_e}=9.1\times10^{-31}\,\mathrm{kg}</math>，而电子电荷量又约为<math>e=1.60\times10^{-19}\,\mathrm{C}</math>，则

* <math>\frac{e}{m_e}=1.76\times10^{11}\,\mathrm{C/kg}</math>

==库伦定律==



库伦定律（Coulomb's law），法国物理学家查尔斯·库伦于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。库伦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。库伦定律阐明，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。

表达式：''<math>F=k\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}=\frac{1}{4\pi\varepsilon_{0}\varepsilon_{r}}\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}</math>''<br />
其中<math>F</math>为库伦力，单位为<math>\mathrm{N}</math>； <math>q_1</math>及<math>q_2</math>为两电荷量，单位为<math>\mathrm{C}</math>；<math>r</math>为两电荷间距，单位为<math>\mathrm{m}</math>；<math>k</math>为库伦常数，单位为<math>\mathrm{N\cdot m^2/C^2}</math>，数值为<math>8.987\times10^9</math>，<math>\varepsilon_{0}</math>为真空中的介电常数，单位为<math>\mathrm{C^{2}/(N\cdot m^{2})}</math>，<math>\varepsilon_{0}\varepsilon_{r}=\varepsilon</math>为该介质的介电常数，单位为<math>\mathrm{C^{2}/(N\cdot m^{2})}</math>.

===电场线===
电场线是电学先驱法拉第提出的描述电场的曲线。电场线是想象出来而非真实存在的。
*源头：正电荷或无穷远处
*尽头：负电荷或无穷远处
*方向：电场线上任一点的切线方向是该点处正电荷受力的方向
*強度：電場線疏密程度代表該區域的電場強度大小
*注意：电场线永不相交

===电场强度===
电场强度是描述电场的方向与强弱的物理量，定义是单位检验正电荷在电场中某一点受到的力。电场强度是矢量。

*表达式：<math>\mathbf{E}=\frac{\mathbf{F}}{q}</math>
其中<math>\mathbf{E}</math>为电场强度，单位为<math>\mathrm{N/C}</math>（或者<math>\mathrm{V/m}</math>）；<math>q</math>为检验电场的电荷，单位为<math>\mathrm{C}</math>，<math>\mathbf{F}</math>为检验电荷在电场中受到的力，单位为<math>\mathrm{N}</math>.
*方向：电场中该点处正电荷的受力方向。
*注意：电场强度是电场自身的性质，与检验电荷电性的正负或带电量的大小无关。

===真空中点电荷产生的电场的电场强度===
由库仑定律可以得到，<math>\mathbf{E}=\frac{\mathbf{F}}{q}=\frac{kQ}{r^2}</math>。

如题，该式仅仅适用于真空中点电荷产生电场的电场强度。

===匀强电场===
电场强度处处相等（方向大小均相等）的电场称作匀强电场。

== 电势能 ==
电势能是指电荷在电场中具有的势能。

符号表达：<math>\Delta E_{p}</math>

电场可以类比于重力场，由此可以得到电场力做功与电势能的关系。
* 某电荷在电场中从A点运动到B点有：<math>W_{AB}=E_{pA}-E_{pB}=-(E_{pB}-E_{pA})=-\Delta E_{p}</math>

===电势===
电势是指电荷在电场中所具有的电势能和它的电荷量的比值。

符号表达：<math>\varphi = \frac{E_{p}}{q}</math>,单位一般为伏特（<math>\mathrm{V}</math>）。
*电势具有相对性，电场中某点的电势与零电势点的选取有关。一般认为大地或无限远处为零电势。
*电势是标量。
*电场中等电势的点构成等势面，类似于等高线。

===电势差===
电势差是指两点间电势的差。

符号表达：<math>U_{AB}=\varphi_{A} - \varphi_{B}</math>.

特别地，若匀强电场两点连线在电场线上的投影长度为d，有<math>U_{AB}=Ed</math>.

进一步地可以得到<math>U_{AB}=\varphi_{A}-\varphi_{B}=\frac{E_{pA}}{q} - \frac{E_{pB}}{q}=\frac{E_{pA}-E_{pB}}{q}=\frac{W_{AB}}{q}</math>.

*与重力场中的高度差相似，两点间的电势差是绝对的。
*电势差属于标量。

=== 电容 ===
电容是指在给定电势差下的电荷储藏量，记为<math>C</math>，国际单位是法拉（<math>\mathrm{F}</math>）。

一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。

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