电学：原理、应用与编程实践

import math
def coulomb_force(q1, q2, r, k=8.9875517923e9):
    """
    计算两个点电荷之间的库仑力
    参数:
    q1, q2: 两个点电荷的电荷量（单位：库仑）
    r: 两个点电荷之间的距离（单位：米）
    k: 库仑常数（默认值为真空中的静电常数）
    返回:
    force: 库仑力的大小（单位：牛顿），方向根据电荷的正负性确定
    """
    force_magnitude = k * abs(q1 * q2) / (r ** 2)
    return force_magnitude
# 示例：计算两个电荷量为1库仑的点电荷在1米距离上的库仑力
q1 = 1  # 电荷量1，单位：库仑
q2 = 1  # 电荷量2，单位：库仑
r = 1    # 距离，单位：米
force = coulomb_force(q1, q2, r)
print(f"两个电荷量为1库仑的点电荷在1米距离上的库仑力大小为：{force:.2f} 牛顿")
对于欧姆定律，我们可以编写一个函数来根据给定的电压和电阻计算电流：
def ohms_law(voltage, resistance):
    """
    根据欧姆定律计算电流。
    参数:
    voltage: 电压（单位：伏特）
    resistance: 电阻（单位：欧姆）
    返回:
    current: 电流的大小（单位：安培）
    """
    current = voltage / resistance
    return current
 
# 示例：计算10伏特电压下，100欧姆电阻中的电流
voltage = 10  # 电压，单位：伏特
resistance = 100  # 电阻，单位：欧姆
current = ohms_law(voltage, resistance)
print(f"在{voltage}伏特电压下，{resistance}欧姆电阻中的电流为：{current:.2f} 安培")

# 假设有一个串联电路，包含三个电阻R1, R2, R3，总电压为V_total
R1 = 10  # 电阻R1的值（单位：欧姆）
R2 = 20  # 电阻R2的值（单位：欧姆）
R3 = 30  # 电阻R3的值（单位：欧姆）
V_total = 100  # 总电压（单位：伏特）
# 根据欧姆定律和串联电路的性质，计算各电阻的电压分布
V1 = (R1 / (R1 + R2 + R3)) * V_total
V2 = (R2 / (R1 + R2 + R3)) * V_total
V3 = (R3 / (R1 + R2 + R3)) * V_total
# 输出结果
print(f"电阻R1的电压为：{V1:.2f}伏特")
print(f"电阻R2的电压为：{V2:.2f}伏特")
print(f"电阻R3的电压为：{V3:.2f}伏特")