当前课程知识点：University Physics - Electricity and Magnetism > Chapter I Electric Fields > Lecture 2 Coulomb’s Law > Lecture 2 Coulomb’s Law
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今天我们继续讨论静电力。通过实验观察，我们知道带电体之间存在静电力。
那么，如何确定静电力力的大小和方向呢？库伦定律给出了答案。
在讨论库伦定律之前，我们先提出一个理想模型——点电荷，即所有电荷集中在一个点上。
没有大小和几何尺寸。这就意味着当我们求解问题的时候，带电体的电荷分布可以忽略。比如电子和质子可以看成是点电荷。
通过扭称这个装置，查尔斯库伦测量得到了静电力的大小。这里A,B为两个带电小球。
这里是悬丝。A，B两球之间的静电力作用，导致上方的悬丝发生扭转。
扭转的角度与悬丝回复力矩成正比。因此，通过测量扭转的角度就可以得到静电力的大小。
两个小球可以近似看成是点电荷，因此该实验结果适用于两个点电荷之间的相互作用。
根据库伦实验，我们可以总结两个静止点电荷之间静电力的性质。由库伦定律给出静电力的的大小和方向。
首先，我们来看力的大小。从这个公式中，可以看到两个静止点电荷之间的相互作用力的大小与它们的电量q1和q2的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
这里，ε0 称为真空电容率或真空介电常数。应用库伦定律求解问题时，不要忘记力是一个矢量。
大家必须确定力的大小和方向。矢量方程式中，矢量 F12表示q1作用于q2的静电力，这里r12上方戴了一个小帽子，表示由q1指向q2的单位矢量.
从这个图可以看出，如果两个电荷同号，q1q2的乘积为正，那么F12与r12同向，静电力表现为排斥力。
相反，如果q1和q2异号，乘积为负，F12和r12反向，则静电力表现为吸引力。
因此，两个静止电荷间的相互作用力满足牛顿第三定律。q2作用于q1的力与q1作用于q2的力大小相等，方向相反。
那么如果空间中，有两个以上的电荷，如何计算任意一个电荷受到的静电力？任意一对点电荷之间的作用力可由上述公式进行计算。
因此，某个点电荷受到多个点电荷的作用力等于各个点电荷单独对该点电荷的作用力的矢量和。
例如，真空中有四个电荷，q1受到的静电力F1等于q2单独存在时对q1施加的力F21加上q3单独存在时对q1施加的力F31加上q4单独存在时对q1的施加的力F41.
这是一个矢量叠加式，而不是代数和。所以我们必须要注意各个力的方向，进行正确的矢量合成。现在我们举一个简单的例子看看如何计算合力。
这里有两个带相同电量q的小球。如图，轻绳与竖直方向的夹角为??。小球的质量为m, 绳子的长度为L. 请计算小球所带的电荷量q.
从图可以看出，两个小球互相排斥，可以判断两个小球所带电荷必然是同号电荷。应用牛顿定律，两个小球为受力平衡的质点。
首先，用隔离体法画出小球的受力图。作用于其中一个小球的力包括绳子张力，另一小球施加的静电力和重力。
根据质点平衡模型，小球受到的水平方向和竖直方向的合力分别零。右边的小球情况相同。
于是我们应用牛顿第二定律，分别写出两个分量方程，根据这些方程求解电量q.
大家或许已经注意到，两个小球之间并没有接触，但却存在力的作用。那么如何理解这种没有接触的相互作用？
没有接触的两个物体又如何相互作用呢？下一讲，我们一起来探讨。
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-Lecture 2 Coulomb’s Law
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-Lecture 3 Electric Fields
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