兩相同的金屬球,其半徑皆為 r,當兩球相距為 d 時 ,彼此間的靜電斥力為 F,若將兩金屬球接觸後再分離至相距 時,彼此間的斥力變為 ,則此兩金屬球原先的帶電量比可能為何?
A$2:1$正確答案
B$3:2$
C$4:3$
D$5:4$
答案與詳解
正確。設原電量比為 q1:q2 = x:1,依庫侖定律,接觸前 F = kq1q2/d²,接觸後兩球均分電荷各帶(q1+q2)/2,距離變為3d/2,新力 F' = F/2。代入化簡可得 9q1q2 = 2(q1+q2)²,解此方程得 x = 2 或 x = 1/2,故原電量比為 2:1,符合題目條件。
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