FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

例4:异号双球接触分配

章节:电荷守恒定律与库仑定律 · 资料编号:coulomb_lesson4_course_04_opposite_contact_share

题目

相同金属球 A、B 带等量异号电荷,原吸引力为 F。不带电同样金属球 C 先接触 A、再接触 B 后移开,求 A、B 间作用力。

选项

  1. A. F/8
  2. B. F/4
  3. C. 3F/8
  4. D. 3F/4

学习定位

电场强度与电势能

题族:接触起电与电荷分配

母题L2难度 3/5

训练能力:电荷守恒、库仑力受力分析

前置知识:力的平衡、牛顿第二定律

查看该模型的完整题族链

核心知识点

电荷守恒库仑定律异号双球接触分配

参考答案

A

分步解析

1. 条件提取

相同金属球接触后平分两球总电荷,按接触顺序追踪 A、B、C 的电荷。

2. 对应公式

\[q_A'=\frac q2,\qquad q_B'=\frac{-q+q/2}{2}=-\frac q4\]

3. 推导过程

第一次接触后 A、C 各为 \(q/2\);第二次 C 与 B 接触后,B、C 各为 \(-q/4\)。故 \(F'=k|(q/2)(-q/4)|/r^2=F/8\)。

4. 结论

答案为 **A**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

在“异号双球接触分配”模型中改变电荷符号、几何尺度或操作顺序,判断平衡条件与库仑力如何变化。

变式答案

先确认电荷守恒与电性,再按新几何关系列库仑力和平衡方程。

思路提示

保持核心物理约束不变,重点检查距离平方、电荷分配和力的方向。