静电力

静电力常量

物理意义

表示真空中两个电荷量均为1C的点电荷，它们相距1m时，它们之间

的作用力的大小为9.0×10-9N。

大小

k=9.0×10^9牛顿·米2/库仑2

来源

是库仑实验得出的。

库伦实验

由扭秤实验得出-------库仑定律

库仑扭秤由悬丝、横杆、两个带电金属小球，一个平衡小球，一个递电

小球、旋钮和电磁阻尼部分等组成。两个带电金属小球中，一个固定在绝缘

竖直支杆上，另一个固定在水平绝缘横杆的一端，横杆的另一端固定一个平

衡小球。横杆的中心用悬丝吊起，和顶部的旋钮相连，转动旋钮，可以扭转

悬丝带动绝缘横杆转动，停在某一适当的位置。横杆上的金属小球（称为动

球）和竖直支杆上的固定小球都在以O为圆心，半杆长L为半径的圆周上，

动球相对于固定小球的位置，可通过扭秤外壳上的刻线标出的圆心角来读

出。当两个金属小球带电时，横杆在动球受到的库仑力力矩作用下旋转，悬

丝发生扭转形变，悬丝的扭转力矩和库仑力力矩相平衡时，横杆处于静止状

态。

仪器的中心轴上装有一个永磁体托架，旋开其上紧固螺钉，可使托架升

降，以改变永磁体和横杆上的阻尼金属板的距离，调整横杆转动的电磁阻尼

时间。

整个仪器都装在有机玻璃罩内，既有较高的透明度，又可防灰尘。有机

玻璃罩的下半部做成可开合的门，以便清洁绝缘横杆和竖立支杆，调整绝缘

横杆的水平，使金属小球带电等。仪器的底座上装有三个螺旋支脚，旋转支

脚，可调底座水平。

其他

F静电=k*q1*q2/r2

电容中也是这个值。

精确值：

Ke=8.9880×10-9牛顿·米2/库仑2

为什么在数值上静电力常量k=光速c的平方？

库仑定律F=k*q1*q2*r-2中静电力常量k=8.988*10-9=c2*10-7（c是光速，

这个等式是精确的，不是≈）

静电力常量和光速是怎么联系起来的？

因为库仑定律中的k是1/(4*pi*epsilon0)，其中epsilon0是真空介

电常数。而根据麦克斯韦方程组可以得出光速c、真空介电常数epsilon0

和真空磁导率mu0的关系是epsilon0*mu0=1/c2，而mu0=4pi*10-7，所以有

以上的k的数值。

可能你还会问为什么mu0=4pi*10^-7，其实这个是隐含在安培这个国际

单位的定义中的。在国际单位制中，1安培是这样定义的：如果两根平行的

无限长直导线（直径忽略不计）通有方向相反强度相同的电流，而它们每米

相互的吸引力是2×10^-7牛顿的话，那么定义这个电流强度的大小为1安

培。然后根据洛仑兹力的公式容易得到mu0的准确数字，也就是

mu0=4pi*10^-7。

可能你会觉得这样的答案不能引起遐想也没什么启发性，但是这就是真

正的答案。