库仑定律

在关于这篇文章中 电荷 担 电荷类型 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。换句话说，带正电的物体吸引带负电的物体，带正电的物体排斥带正电的物体，带负电的物体排斥带负电的物体。这种现象表明，带正电的物体和带负电的物体之间都存在电场力。哪些因素会影响带电物体之间电场力的大小？

法国物理学家查尔斯·库仑（1736-1806）在18世纪80年代进行了一系列实验，研究影响带电物体间电场力大小的因素。库仑使用的装置与卡文迪什用于研究万有引力常数的装置类似，都称为扭秤。库仑研究的是电场力，因此他使用了两个带电的金属球；而卡文迪什研究的是万有引力，因此他使用了两个质量相同的不带电球。

扭矩秤的工作原理  

 
扭矩秤的工作原理与主题相关。 力矩或力矩 在本章 旋转动力学.
扭秤内部空间为真空，以防止实心球上的电荷转移到空气中。实心球电荷量的测定方法如下：首先，通过传导或摩擦使实心球A带电。然后，用导线将带电的实心球A与仍不带电的实心球B连接，直至实心球A和实心球B的电荷量均等。如果实心球A的电荷量为½，则实心球B的电荷量也为½。接下来，用导线将实心球B和实心球C连接，直至实心球B和实心球C的电荷量均等。如果实心球B的电荷量为¼，则实心球C的电荷量也为¼。通过这种方法，即可得到实心球1和实心球2的电荷量及其类型。

实心球1和实心球2带电，同种电荷相斥，异种电荷相吸。两个带电实心球之间的吸引力或斥力导致实心球2旋转。测量实心球2的运动角度即可确定作用在两个实心球上的电场力。

影响电力的因素

库仑利用扭秤进行的实验，发现了几个现象。
– 在本实验中，两个实心球之间的距离始终保持不变。当实心球 1 和实心球 2 上的电荷量均为 1 时，作用于两个实心球上的电场力为 1。当实心球 1 和实心球 2 上的电荷量均为 2 时，作用于两个实心球上的电场力为 4。库仑由此得出结论：作用于两个实心球上的电场力的大小与两个实心球上的电荷量的乘积成正比 (F ≈ q)。₁ q₂).
– 在这个实验中，两个实心球上的电荷量始终相同。如果两个实心球之间的距离为 1，则作用在两个实心球上的电场力为 1。如果两个实心球之间的距离为 2，则作用在两个实心球上的电场力为 ¼。库仑得出结论：作用在两个实心球上的电场力的大小与距离的平方成反比 (F ≈ 1 / r)。²)

库仑定律

库仑定律是物理学中的一条定律，它解释了电力、电荷以及电荷间距离之间的关系。正如前文所述，这条定律是基于库仑的实验而建立的。

库仑定律 电场力表明，一个带电粒子对另一个带电粒子施加的力的大小与两个粒子电荷量之和的乘积成正比，与两个带电粒子之间距离的平方成反比。该力沿连接两个粒子的直线方向作用。如果两个粒子的电荷量相同，则电场力为斥力；如果两个粒子的电荷量不同，则电场力为吸引力。

库仑定律可以用以下数学方程式表示：
配方说明：
F₁₂ = 粒子 1 和粒子 2 之间的电场力
q₁ = 粒子电荷数 1
q₂ = 粒子 2 的电荷数
r₁₂ = 粒子 1 和粒子 2 之间的距离
（读作：ε₀）= 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = （库仑常数）= 9 × 10⁹ 纳米²/C²
F₂₁ 是电荷 q 所施加的力。₂ 电荷量为q₁而 F₁₂ 是电荷 q 所施加的力。₁ 电荷量为q₂。 ˚F₂₁ 和 F₁₂ 当电荷量为q时，它们相互排斥。₁ 和 q₂ 当电荷量为q时，它们性质相似且相互吸引。₁ 和 q₂ 不是同一种类型。
F₂₁ 和 F₁₂ 这两个力大小相等，方向相反，作用于不同的物体上，因此这两个力是一对作用力与反作用力。