库仑常数 k = 1/(4πε_0) ≈ 8.988×10⁹ N·m²/C²。电荷单位 μC = 10⁻⁶ C,距离 cm = 10⁻² m。将 ε_r 设为 80(水)时,力会变成原来的 1/80。
符号判定:—
两点电荷以距离 r 分置。红色=正电荷、蓝色=负电荷。电场线在同号时显示排斥、异号时显示吸引;箭头给出库仑力 F 的方向与大小。
横轴=距离 r (cm)、纵轴=|F| (N),均为对数轴。F ∝ 1/r²,曲线为斜率 -2 的直线。黄点标记当前 (r, |F|)。
库仑定律给出两个点电荷之间的静电力,与距离的平方成反比。
库仑力($k = 1/(4\pi\varepsilon_0) \approx 8.988\times10^{9}$ N·m²/C²):
$$F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0\,\varepsilon_r}\,\frac{q_1\,q_2}{r^{2}} = k\,\frac{q_1\,q_2}{\varepsilon_r\,r^{2}}$$$q_1$ 在距离 $r$ 处产生的电场与两电荷系统的势能:
$$E = \frac{k\,|q_1|}{\varepsilon_r\,r^{2}},\quad U = \frac{k\,q_1\,q_2}{\varepsilon_r\,r}$$$F > 0$(同号)为排斥,$F < 0$(异号)为吸引。$U$ 以 $r \to \infty$ 为零点参考。