问题 选择题

两个半径均为R的金属球,分别带电q和-3q,当球心相距r=3R放置时,两球的相互作用力为F,若将两球接触后放回原来的位置,则两球之间的相互作用力大小为(  )

A.F

B.等于

1
3
F

C.大于

1
3
F

D.小于

1
3F

答案

先将两个小球视为点电荷,由库仑定律可得:

两球接触前的库仑力F=

kq×3q
r2
=
3kqq
r2

而两球接触后平分电量,则两球的电量q′=

q-3q
2
=-q

则作用力F′=

kqq
r2
=
1
3
F

要考虑到两个小球不是点电荷,同性电荷相互排斥,所以接触后两个电荷之间的实际作用力要小于F′;异性电荷相互吸引,所以接触前两个电荷之间的实际作用力要大于F;所以接触后两个电荷之间的实际作用力要小于

1
3
F.故选项D正确;

故选:D

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