库仑定律
两个带电物体之间会相互施加推力或拉力，这就是电力。只要任意一个电荷量变大，这个力就会增大；但当两个电荷彼此远离时，这个力会迅速减弱——距离增大到原来的两倍，力就会减小到原来的四分之一。
公式
F = k · q₁ · q₂ / r²
- F — 力 (N): 两个电荷之间相互施加的推力或拉力
- k — 库仑常量 (N·m²/C²): 一个固定的数值，约为九乘以十的九次方，用来确定电力的大小
- q₁ — 第一个电荷 (C): 第一个物体所带的电荷量
- q₂ — 第二个电荷 (C): 第二个物体所带的电荷量
- r — 距离 (m): 两个电荷中心之间的距离
解题示例
两个小电荷，q₁ = 2 μC,q₂ = 1 μC，相距 0.1 米。它们之间的电力是多少？
- q₁ = 2 μC
- q₂ = 1 μC
- r = 0.1 m
- F = k · q₁ · q₂ / r²
- F = (9×10⁹ · 2×10⁻⁶ · 1×10⁻⁶) / (0.1)²
F = 1.8 N
自我检测
同样的两个电荷被拉开到原来距离的两倍，即 0.2 米。此时的力是多少？
- 0.9 N
- 正确答案: 0.45 N
- 3.6 N
答对了！距离增大到两倍会使力减小到四分之一，因为距离是平方关系:1.8 N ÷ 4 = 0.45 N。
保持 r 为 0.1 米不变，q₁ 增大到原来的两倍变为 4 μC,q₂ 仍为 1 μC。此时的力是多少？
- 1.8 N
- 0.9 N
- 正确答案: 3.6 N
完全正确——力与每个电荷都成正比，所以 q₁ 增大到两倍,F 也增大到两倍:1.8 N × 2 = 3.6 N。
在哪里能看到
把气球在头发上蹭一蹭，它就能贴在墙上；刚从烘干机里拿出来的衣服互相粘在一起，还会迸出火花；复印机把墨粉准确吸附到滚筒上带电的部位。在每一种情形里，都是微小的分离电荷在互相推拉，这种力在近处大得惊人，却又随距离增大而迅速衰减。
常见误区
最条件反射的错误是“减半”：距离加倍，力减半——可距离是带平方的，距离加倍实际会让力除以四（1.8 N 变成 0.45 N），距离变成三倍则让力除以九。电荷并没有这样的指数：把一个电荷加倍，力就简单地加倍（1.8 N 变成 3.6 N），在 F = k · q₁ · q₂ / r² 中只有 r 带着平方。记住，这个力既能把电荷推开也能把它们拉近——与引力不同，电荷有两种符号。
关联知识
它是引力的“电学双胞胎”：F = k · q₁ · q₂ / r² 与牛顿定律有着完全相同的平方反比结构，只是把质量换成了电荷，并加上了排斥作用。它是整个电磁学模块的基石——下一课的电容，研究的就是把这一定律推来挤去的电荷储存起来之后会发生什么，而之后的每一课都默认电荷之间以这种方式相互作用。