庫侖的扭秤實驗

2021-02-07 高中物理知識

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庫侖扭秤實驗,是庫侖做的探究靜電力常量的一種科學實驗。通過實驗,庫侖發現兩點電荷之間靜電力與距離平方成反比的規律。

庫侖扭秤由懸絲、橫杆、兩個帶電金屬小球(庫侖最初的實驗是用帶電木髓小球進行的),一個平衡小球,一個遞電小球、旋鈕和電磁阻尼部分等組成。兩個帶電金屬小球中,一個固定在絕緣豎直支杆上,另一個固定在水平絕緣橫杆的一端,橫杆的另一端固定一個平衡小球。橫杆的中心用懸絲吊起,和頂部的旋鈕相連,轉動旋鈕,可以扭轉懸絲帶動絕緣橫杆轉動,停在某一適當的位置。橫杆上的金屬小球(稱為動球)和豎直支杆上的固定小球都在以O為圓心,半杆長L為半徑的圓周上,動球相對於固定小球的位置,可通過扭秤外殼上的刻線標出的圓心角來讀出。當兩個金屬小球帶電時,橫杆在動球受到的庫侖力力矩作用下旋轉,懸絲發生扭轉形變,懸絲的扭轉力矩和庫侖力力矩相平衡時,橫杆處於靜止狀態。


實際的庫侖扭秤實驗實際上比較複雜,這裡把它簡化了,便於理解:








庫侖所做的發現電力與磁力的平方反比定律的實驗。1773-1777年間,庫侖發明可精確測定微小力的扭秤。1785年用經改進的電扭秤發現,兩電荷間的電力與它們各自電量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。1787年又發現兩磁鐵之間的磁力與距離平方成反比的規律:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,作用力的方向沿著這兩個點電荷的聯線,。公式。與萬有引力定律有神秘關聯。









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