Question

4．有两个相同的金属小球A和B，分别带有+10Q和-1Q的电量，用绝缘支柱固定在相距r的两处，则两球间的相互作用力的大小为10$k\frac{{Q}^{2}}{{r}^{2}}$．现用第三个不带电的相同的小球C，反复不断地与A、B两球轮流接触许多次后，把C移开，此时A、B两球相互排斥 （吸引或排斥），它们之间的作用力大小为9$k\frac{{Q}^{2}}{{r}^{2}}$．

Answer 1

分析 理解库仑定律的内容．知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．

解答 解：根据库仑定律，原来两球之间的库仑力为：$F=k\frac{10Q•Q}{{r}^{2}}$=10$k\frac{{Q}^{2}}{{r}^{2}}$
由于异种电荷相互吸引，故两球间的库仑力沿AB连线向内．
带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．
将A、B固定起来，然后让C球反复与A、B球接触，最后移走C，
所以A、B、C最终带电量q=$\frac{10Q-Q}{3}$=3Q
根据库仑定律，后来的库仑力为：$F′=k\frac{3Q•3Q}{{r}^{2}}$=9$k\frac{{Q}^{2}}{{r}^{2}}$
由于两球带同种电荷互相排斥，故方向沿AB线向外．
故答案为：10$k\frac{{Q}^{2}}{{r}^{2}}$，沿AB线向内，9$k\frac{{Q}^{2}}{{r}^{2}}$，沿AB线向外．

点评 要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题．