电荷的基本性质

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引言

电荷的基本性质描述了物质由粒子构成时，在电场或磁场中的特性。电荷用两种符号表示：正和负。当两个物体相互摩擦时产生电荷。

此时，电荷从一个物体转移到另一个物体。这种现象也称为**静电**，因为没有电荷流动。在我们的日常生活中，我们走路时也会在地毯上产生电荷，这是鞋子和地毯之间摩擦的结果。电荷是电子的简单形式，是产生电场的原因。由于电荷可以在任何电路和导体中从一端流到另一端，这被称为电流。

电荷定义

它是物质的一种物理效应。当它置于电场或磁场中时会受到力的作用。它是一个**标量**，只有大小。

电荷主要分为两种类型

• 正电荷

• 负电荷

给出电荷的物体称为**带正电**。类似地，接受电荷的物体是**带负电**的。同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。每个物体都携带一些电荷。没有电荷的物体意味着它们是**中性**的。电荷的符号是q。

如果我们用数学方法定义电荷，它等于一个电子电荷的整数倍1.6×10^-19 C

$$\mathrm{Q=ne}$$

$$\mathrm{Q=总电荷}$$

$$\mathrm{e=电子电荷}$$

$$\mathrm{n=电子数}$$

电荷的基本性质

电荷守恒

电荷守恒定律指出，电荷既不能被创造也不能被消灭；它只能通过诸如**感应和传导**之类的过程从一个物体转移到另一个物体。这有点类似于质量守恒定律，也类似于热力学第一定律。

**例子：**假设一个系统总电荷为15库仑。现在我们可以将这个电荷重新分配为2C、4C、4C和5C。

同样，我们也可以将其重新分配到任何其他组合。

电荷的可加性

根据规则，如果系统中存在多个电荷，我们可以直接将它们相加。因此，电荷可以被认为是标量。需要注意的是，在应用此规则时必须考虑电荷的符号（正或负）。

让我们以一个具有n个电荷$\mathrm{q_1, q_2,q_3.................q_n}$的系统为例。

因此，系统的总电荷Q等于

$$\mathrm{Q=q_1+q_2+q_3..................................q_n}$$

电荷的量子化

该原理指出，物体内的净电荷是基本电荷单元e的整数倍，e等于$\mathrm{1.6×10^{-19}C}$。这意味着电荷是一个固定量。这个原理可以写成

$$\mathrm{Q=ne}$$

这里，Q是电荷，e是电子或质子的电荷，n是电子的数量

电荷的可转移性

电荷的另一个性质是它们可以从一个物体转移到另一个物体。如果一个带电物体过于靠近另一个不带电的物体，则电荷（电子）会从带电物体转移到不带电的物体，并且这个不带电的物体在转移电子后会带电。带电物体的性质决定了电子的流动方向。

吸引和排斥

同性电荷相互排斥。这是电荷的一个非常重要的特性，即当它们是相同性质的电荷时会相互排斥。这意味着正电荷排斥正电荷，负电荷被负电荷排斥。

异性电荷相互吸引。这意味着负电荷吸引正电荷，正电荷也只被负电荷吸引。

电荷具有质量

电荷与质量相关联。这意味着电荷不能独立于质量存在。

电荷的不变性

物体的电荷不依赖于物体在系统中的速度和参考系。

电荷可以辐射

静止电荷产生电场，运动电荷产生磁场。当带电粒子加速时，它会产生电场和磁场。

电荷的单位

电荷的**国际单位制 (SI)** 单位是**库仑**，用C表示。

电荷的**厘米克秒制 (CGS)** 单位是**静电单位 (esu)**

$$\mathrm{1\:库仑=3×10^{9 } 静电单位}$$

电荷和电场

当电荷置于电场中时，它会受到力的作用。

$$\mathrm{F=QE}$$

这里，E是电场强度，Q是电荷，F是作用在电荷上的力。如果电荷为正，则力作用在电场方向上；如果电荷为负，则力作用方向与电场方向相反。点电荷产生的电场等于力与电荷的比值。

$$\mathrm{E=\frac{F}{Q}}$$

SI单位 - 牛顿/库仑

结论

本文帮助我们详细了解了电荷。现在我们了解了它的单位、性质、所有重要特性以及电荷与电场之间的关系。电荷总是守恒的、不变的、量子化的和可转移的。它们根据其性质相互施加吸引力和排斥力。电荷总是具有质量，并且在加速时会辐射。

常见问题

Q1. 写下带电的方法？

答：主要有三种使物体带电的方法。

• 通过传导

• 通过摩擦

• 通过感应

Q2. 写下电荷的量纲公式？

答：根据电流公式

$$\mathrm{Q=I×t}$$

因此，电荷的量纲公式为$\mathrm{[M^0 L^0 T^1 A^1 ]}$。

Q3. 给出一个具有正电荷、负电荷和中性电荷的例子

答：在原子中，原子核带正电，电子带负电，中子不带电。它是中性的。电子和质子的电荷大小相同，但性质不同。

Q4. 写下电荷的实用单位？

答：一个实用单位是安培小时。

$$\mathrm{1\:安培小时=3600C\:和\: 96500F}$$

Q5. 写下电场的定义

答：电场是围绕电荷的整个空间区域，在该区域中，单位正检验电荷会受到力的作用。它定义为单位电荷的力。