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实验探究一 研究电荷之间作用力的大小与哪些因素有关
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1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针的方法. 库仑认为磁针支架在轴
上，必然会带来摩擦，要改良磁针，必须从这根本问题着手•他提出用细头发丝或丝线悬挂 磁针•同时他对磁力进行深入细致的研究，特别注意了温度对磁体性质的影响•他又发现线 扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系， 从而可利用这种装置算出静电力或磁力的大小. 这
导致他发明了扭秤，扭秤能以极高的精度测出非常小的力.
库仑在1785年到1789年之间，通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究， 连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章.
1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律•同年，他在给法国科 学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实验装置、测试经过和实验结果.
库仑的扭秤是由一根悬挂在细长线上的轻棒和在轻棒两端附着的两只平衡球构成的•当 球上没有力作用时，棒取一定的平衡位置•如果两球中有一个带电，同时把另一个带同种电 荷的小球放在它附近，则会有电力作用在这个球上，球可以移动，使棒绕着悬挂点转动，直 到悬线的扭力与电的作用力达到平衡时为止•因为悬线很细，很小的力作用在球上就能使棒 显著地偏离其原来位置， 上不同量的电荷，并改变它们之间的距离：
第一次，两球相距 36个刻度，测得银线的旋转角度为 36度.
第二次，两球相距 18个刻度，测得银线的旋转角度为 144度.
第三次，两球相距 & 5个刻度，测得银线的旋转角度为 575 • 5度.
上述实验表明，两个电荷之间的距离为 4: 2: 1时，扭转角为1: 4: 16・由于扭转角的
大小与扭力成反比，所以得到：两电荷间的斥力的大小与距离的平方成反比•库仑同时注意 了修正实验中的误差，认为第三次的偏差是由漏电所致.
经过了这样巧妙的安排，仔细实验，反复的测量，并对实验结果进行分析，找出误差产 生的原因，进行修正，库仑终于测定了带等量同种电荷的小球之间的斥力.
但是对于异种电荷之间的引力，用扭称来测量就遇到了麻烦•因为金属丝的扭转的回复 力矩仅与角度的一次方成比例，这就不能保证扭称的稳定.
经过反复的思考，库仑借鉴动力学实验加以解决•库仑设想：如果异种电荷之间的引力 也是与它们之间的距离平方成反比， 那么只要设计出一种电摆就可进行实验. 通过电摆实验，
库仑认为： 异性电流体之间的作用力， 与同性电流体的相互作用一样， 都与距离的平方成反
比• ”
库仑利用与单摆相类似的方法测定了异种电荷之间的引力也与它们的距离的平方成反 比，不是通过扭力与静电力的平衡得到的•可见库仑在确定电荷之间相互作用力与距离的关 系时使用了两种方法，对于同性电荷，使用的是静电力学的方法；对于异性电荷使用的是动 力学的方法.
但是应当指出的是，库仑只是精确的测定了距离平方的反比关系，并把静电力和静磁力 从形式归纳于万有引力的范畴，我们这里要强调的是库仑并没有验证静电力与电量之积成正 . 也就是说库仑验证