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

两个电荷量为$-2Q$$+4Q$的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为$r$的两处,它们间库仑力的大小为$F$。若两小球相互充分接触后再分开一定距离,库仑力大小变为$\dfrac{F}{2}$,则此时两小球相距$(\qquad)$

["

$2r$

","

$\\dfrac{1}{2}r$

","

$\\sqrt{2}r$

","

$\\dfrac{\\sqrt{2}r}{2}$

"]
[["B"]]

原题中两电荷量分别为$-2Q$$+4Q$,相距$r$,库仑力大小为$F$。根据库仑定律$F=k \cdot \dfrac{\left| (-2Q)(+4Q) \right|}{r^{2}}=\dfrac{8kQ^{2}}{r^{2}}$

两相同金属小球接触后,总电荷为$+2Q$,均分后每球电荷为$+Q$。设新距离为$r'$,接触后库仑力变为$\dfrac{F}{2}$,代入库仑定律$\dfrac{F}{2}=k \cdot \dfrac{Q \cdot Q}{\left( r' \right)^{2}}=\dfrac{kQ^{2}}{\left( r' \right)^{2}}$

可得$r'=\dfrac{r}{2}$

因此接触后两球距离为$\dfrac{1}{2}r$

故选:$\rm B$

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