库仑定律

库仑定律：是电磁场理论的基本定律之一。真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥，异名电荷相吸。公式：F=k*(q1*q2)/r^2 (中学在利用库仑定律表达式进行计算时即使碰到负电荷也带入电荷量的绝对值进行计算，斥力或引力计算完后根据电性判断。矢量运算正负电荷只需带入代数值即可。)

库仑定律成立的条件：1.真空中 2.静止 3.点电荷

（静止是在观测者的参考系中静止，中学计算一般不做要求）

库仑定律公式

COULOMB’S LAW

库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律库仑定律

真空中，点电荷 q1 对 q2的作用力为

F=k*(q1*q2)/r^2

其中：

r ——两者之间的距离

r ——从 q1到 q2方向的矢径

k ——库仑常数

上式表示：若 q1 与 q2 同号， F 12y沿 r 方向——斥力；

若两者异号， 则 F 12 沿 - r 方向——吸力.

显然 q2 对 q1 的作用力

F21 = -F12 （1-2）

在MKSA单位制中

力 F 的单位： 牛顿（N）=千克· 米/秒2(kg·m/S2)（量纲 ：M LT - 2）

电量 q 的单位： 库仑（C）

定义：当流过某曲面的电流1 安培时，每秒钟所通过

的电量定义为 1 库仑，即

1 库仑（C）= 1 安培 ·秒（A · S） （量纲：IT）

比例常数 k = 1/4pe0 (1-3)=9.0x10^9牛 ·米2/库2

e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 库2/ 牛 ·米2 ( 通常表示为法拉/米 )

库仑定律的物理意义

(1)描述点电荷之间的作用力，仅当带电体的尺度远小于两者的平均距离，才可看成点电荷

(2）描述静止电荷之间的作用力，当电荷存在相对运动时，库仑力需要修正为Lorentz力.但实践表明，只要电荷的相对运动速度远小于光速 c，库仑定律给出的结果与实际情形很接近。

库仑定律的发现

库仑定律可以说是一个实验定律，也可以说是牛顿引力定律在电学和磁学中的“推论”。假如说它是一个实验定律，库仑扭称实验起到了重要作用，而电摆实验则起了决定作用；即便是这样，库仑仍然借鉴了引力理论，模拟万有引力的大小与两物体的质量成正比的关系，认为两电荷之间的作用力与两电荷的电量也成正比关系。假如说它是牛顿万有引力定律的推论，那么普利斯特利和卡文迪许等人也做了大量工作。因此，从各个角度考察库仑定律，重新准确的对它进行熟悉，确实是非常必要的。

库仑定律的验证

库仑定律是1784--1785年间库仑通过扭秤实验总结出库仑扭秤来的。纽秤的结构如下:在细金属丝下悬挂一根秤杆，它的一端有一小球A，另一端有平衡体P，在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。为了研究带电体之间的作用力，先使A、B各带一定的电荷，这时秤杆会因A端受力而偏转。转动悬丝上端的悬钮，使小球回到原来位置。这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩。如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定，则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度，可以得知在此距离下A、B之间的作用力。

如何比较力的大小【通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小】

好好学习