Question

3．兩個(gè)完全相同的金屬小球，帶電量之比為1：5，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷，在真空中相距為r時(shí)，相互作用力為F；若把它們接觸后再放回原處，則它們之間的相互作用力可能為（　　）

• A． $\frac{9}{5}F$
• B． $\frac{5}{9}F$
• C． $\frac{3}{5}F$
• D． $\frac{4}{5}F$

Answer 1

分析 兩電荷間存在庫(kù)侖力，其大小可由庫(kù)侖定律求出．當(dāng)兩電荷相互接觸后再放回原處，電荷量可能相互中和后平分，也可能相互疊加再平分，所以庫(kù)侖力的變化是由電荷量變化導(dǎo)致的．

解答 解：由庫(kù)侖定律可得：F=k$\frac{{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$，
帶電量之比是1：5，當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為F₁=k$\frac{5{q}^{2}}{{r}^{2}}$
當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量都變?yōu)?q，
當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為F₂=k$\frac{9{q}^{2}}{{r}^{2}}$ 所以庫(kù)侖力是原來(lái)的5：9．
當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時(shí)，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，它們的電荷量變?yōu)?q：2q，
當(dāng)它們相距r時(shí)作用力大小為F₂′=k$\frac{4{q}^{2}}{{r}^{2}}$ 所以庫(kù)侖力是原來(lái)的5：4．故B正確、ACD錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查庫(kù)侖定律的同時(shí)，利用了控制變量法．當(dāng)控制距離不變時(shí)，去改變電荷量，從而確定庫(kù)侖力的變化．當(dāng)然也可控制電荷量不變，去改變間距，從而得出庫(kù)侖力的變化．