静电作用力是由于物质上的电荷分布不均,而产生的一个作用力。因此,静电作用力与电荷量的大小有直接关系。
当两个带电物体距离足够远时,它们之间的静电作用力与电荷量成正比。也就是说,电荷量越大,静电作用力也就越大。
举例来说,在静电学实验中,若将两个带电小球在空中悬挂,当它们所带电荷的电荷量增大时,它们之间的静电作用力也就增大了。
静电作用力与物体之间的距离也有很大关系。当两个带电物体间距离越小,静电作用力就越大。例如,两个同等电荷的小球,离得足够接近时,它们之间的静电作用力非常大,可以看到它们产生明显的排斥现象。
同时,当物体间距离足够远时,静电作用力急剧下降,甚至趋近于零。这也就是为什么我们平常所经历的静电作用力非常微弱。
当两个带电物体之间存在气体、液体或固体等介质时,介质常数会影响它们之间的静电作用力大小。介质常数实际上是介质电容率与真空电容率之比,用 K 表示。
介质常数的大小与物质的导电性、分子结构等因素相关。在相同电荷下,介质常数越小,则两个物体之间的静电作用力越大。反之,介质常数越大,则静电作用力越小。
静电作用力也与带电物体的形状有关。比如,有两个同等电荷的带电小球,但一个是圆球,另一个是带“刺”的长条,那么它们距离相同时,作用力将会不同。这是因为两个带电小球的电荷分布不同,它们的电场分布也不同。当距离不同时,电荷在物体表面的分布也会不同,从而影响静电作用力的大小。
这就是为什么在普通静电学实验中,所用的电场探针往往需要设计成不同形状的原因。在实验设计中,通过计算和分析带电体形状和电场分布之间的关系,可以更准确地测量静电作用力的大小。