高中 | 库仑定律的计算与应用 题目答案及解析

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选修3-1

第一章 静电场

1.2 库仑定律

库仑定律的计算与应用

两个完全相同的金属球$A$$B$(可视为点电荷)带同种电荷,分别固定在真空中的两处。现将另一个完全相同的不带电的金属球$C$先后接触$A$$B$,然后移开$C$$A$$B$两小球之间的库仑力大小与原来相等,则一开始$A$$B$球的电荷量大小之比为$(\qquad)$

["

$8:1$

","

$6:1$

","

$4:1$

","

$1:1$

"]
[["B"]]

$A$$B$初始电荷量分别为$Q_{A}$$Q_{B}$

$C$第一次接触$A$$A$$C$均分电荷,接触后$A$的电荷变为$\dfrac{Q_{A}}{2}$$C$$\dfrac{Q_{A}}{2}$

$C$第二次接触$B$,此时$B$的电荷为$Q_{B}$$C$$\dfrac{Q_{A}}{2}$,均分后$B$的电荷变为$\dfrac{Q_{B}}{2}+\dfrac{Q_{A}}{4}$

接触后$A$$B$间的库仑力为$F'=k\dfrac{\dfrac{Q_{{A}}}{2}\left( \dfrac{Q_{{B}}}{2}+\dfrac{Q_{{A}}}{4} \right)}{r^{2}}$

根据题意$F'=F_{原}$,即$k\dfrac{Q_{{A}}Q_{{B}}}{r^{2}}=k\dfrac{\dfrac{Q_{{A}}}{2}\left( \dfrac{Q_{{B}}}{2}+\dfrac{Q_{{A}}}{4} \right)}{r^{2}}$

解得$Q_{A}:Q_{B}=6:1$

故选:$\rm B$

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