答案 C
解析 点电荷不能理解为体积很小的带电体,也不能理解为带电荷量很少的带电体.同一带电体,如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时,就不能看成点电荷,而研究它与离它很远的电荷间的作用力时,就可以看做点电荷,带电体能否看成点电荷,要依具体情况而定,当r→0时,带电体不能看成点电荷,A、B、D均错误,C正确.
例2 甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16 C的正电荷,乙球带有3.2×10-16 C的负电荷,放在真空中相距为10 cm的地方,甲、乙两球的半径远小于10 cm.(结果保留三位有效数字)
(1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?
(2)如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?
(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处,其作用力能求出吗?
答案 (1)1.38×10-19 N 引力 (2)5.76×10-21 N 斥力 (3)不能
解析 (1)因为两球的半径都远小于10 cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律有F=k=9.0×109× N≈1.38×10-19 N.两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力.
(2)如果两个导体球完全相同,则接触后电荷量先中和后平分,每个小球的带电荷量为q1′=q2′= C=8×10-17 C,代入数据得两球之间的斥力为F′==5.76×10-21 N.
(3)两个体积不同的导体球相互接触后,正负电荷相互中和,剩余的电荷要在两球间分配,由于两球不同,分配电荷的电荷量将不相等,因而无法求出两球间的作用力.
用公式计算库仑力大小时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入即可;力的方向再根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引加以判别.
二、库仑力的叠加
1.对于三个或三个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的库仑力,等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和.
2.电荷间的单独作用符合库仑定律,求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则.