高中物理选修3-1中第一章静电场的库仑定律一节中，有一个演示实验，要求定性地演示静电力大随两个电荷间的距离的增大而减少、随两个电荷的电量乘积的增大而增大（教科书上图1.2-1）。该实验是个定性实验，看似简单，但很难演示成功。因为要使悬挂电荷的丝线偏离竖直方向有明显的偏角，小球必须带有足够大的电量，这点很难实现。
　　完成这个定律的验证通常是用库仑扭称装置（教科书上图1.2-2）来实现的，由于实验条件的限制，一般学校没有配置。我考虑到静电力常数K要比万有引力常数G大得多，这就不用扭称而用天平也可以把静电力显示出来。根据这一思路，我利用物理仪器室的物理演示天平加以改装，制成了一架长臂静电天平。利用两个半径相同，相对都很小的带电球近似点电荷，移动游码可以测量出库仑力的大小，我们也可以改变电荷之间的距离。关于该实验仪器的介绍将放在第一部分。
　　在实验中，我们得到了一系列数据。对数据经过处理之后，利用Matlab进行了数据拟合。通过本装置我们发现，库仑定律的反平方性质还是比较精确的。这部分内容将在第二部分展现。
　　对与实验的分析，结果的讨论，以及本实验装置的不足不恰当之处将在第三部分给出。
　　一、材料与方法
　　1.实验材料
　　①自制的静电天平（图一）
　　找一架200g的带有游码的物理演示天平，拆去托盘架和秤盘。拆去天平横梁左端的平衡螺丝。在右端平衡螺丝上再加一个25g的平衡块。用厚4mm的有机玻璃裁成一条宽3cm长36cm的长条款，刻上以cm为单位的刻度，然后用胶水把它竖直地胶到天平的立柱上。
　　图一：两横杆中，上杆只可以上下移动，下杆只可以转动。两杆之间距离可以直接从直杆中读取，最左端为两个镀化过的金属球。
　　表1 保持电量不变
　　复位两杆距离，并且保持不动。让小球2重新带电，接触小球1，然后，水平静止后读取数据。利用第三个小球，先接触小球1，由于半径相同，使得小球1电量减半。重新读数，把第三个小球接地放电，再接触小球2，使得小球2电量减半，以此类推，得到表2。
　　先对数据2分析，从图中可以看出，库仑力的大小不单单有一个带电体决定。而是由两个带电体的某种运算决定。定量改变小球电荷，F也是减半，我们猜测，在距离保持不变的情形下，F同电量有下面关系：1 2Fq q∝，利用Matlab，对F，与q1q2进行描点，用曲线拟合，只要有其一次项方差很小。所有我们有理由去肯定这个结论。
　　二、结果
　　1.结果一
　　三、讨论
　　它能半定量地演示库仑定律：即两个点电荷间的静电力与两个电荷的电量乘积成正比，与两个电荷间的距离平方成反比。库仑扭称装置要通过力矩平衡才能计算出静电力的大小，而自制静电天平可由游码直接读出静电力大小。因此用静电天平演示库仑定律的直观性要比用库仑扭称来演示还强。再加上它构造简单，操作方便，现象明显。更由于它能把库仑定律定量地演示出来，使学生直观地感受库仑定律，这就可收到很好的教学效果，得到了比较客观比较反应实际情况的结论，这有偶然也有必然。
　　首先，实验的环境相当之重要。在潮湿的环境下效果很差。
　　其次，我们的天平，事实上起到了一个放大库仑力的作用，而放大的同时，又比较巧妙的得到了库仑力的定量衡量。
　　Matlab的介入使得曲线的模拟变得简单，并且省去了很多数值计算。在今后不论是理论与实践中都应当得到相当大的重视。
　　但是，这个装置还有许多值得改进的地方。对于带电体的大小，要更加小。环境需要更加干燥，数值的测量需要更加精确。
　　参考文献：
　　[1]傅衣铭 熊慧而.材料力学[M].湖南大学出版社.2007.