探究库仑力的大小与哪些因素有关

实验目的

用控制变量法探究库仑力的大小与电荷量、距离的定性关系。

实验原理

小球受重力、丝线拉力和库仑力三力平衡。当库仑力沿水平方向时，F = mg·tanθ，θ 为丝线与竖直方向夹角，所以偏角越大，库仑力越大。保持电荷量不变改变距离，或保持距离不变改变电荷量，即可分别研究库仑力与两者的关系。

实验器材

• 铁架台
• 绝缘丝线
• 带电小球 B（悬挂）
• 带电体 A（可移动）
• 刻度尺
• 量角器或角度读数

实验步骤

1. 把带电小球 B 用绝缘丝线挂在铁架台上，使其静止。
2. 让带电体 A 与 B 带同种电荷，并靠近 B，观察丝线偏角。
3. 保持电荷量不变，改变 A 与 B 的距离，记录各距离下的偏角。
4. 保持距离不变，改变 A 或 B 所带电荷量，记录偏角变化。
5. 比较数据，总结库仑力与距离、电荷量的关系。

实验现象与结论

电荷量不变时，距离越小，偏角越大，库仑力越大；距离不变时，电荷量越大，偏角越大，库仑力越大。实验说明库仑力随距离增大而减小，随电荷量增大而增大，进一步的定量关系由库仑定律给出。

注意事项

• 实验应在干燥环境中进行，避免电荷漏失。
• 带电体不要用手直接触碰。

常见问题

为什么能用丝线的偏角比较库仑力大小？

小球平衡时 F = mg·tanθ，质量不变时偏角越大，库仑力越大。

这个实验能直接得出库仑定律吗？

只能定性得出力随距离减小、电荷量增大而增大；定量关系需要库仑扭秤等精确测量。