一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別普通物理學概要與普通化學概要114 年第 4 題單選題

兩點電荷帶電量各為 $Q$ 及 $3 Q$ ，彼此相距 $2 d$ ，將一帶電量為 $- 2 Q$ 的點電荷置於該兩電荷的中點處，形成帶電質點系統，則此系統的電位能為何？（設庫侖常數為 $k$ ）

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- 22.7 k Q^{2} / d

- 21.3 k Q^{2} / d

正確答案

- 28 k Q^{2} / d

答案與詳解

正確答案

三對電荷位能相加:Q·3Q/2d + Q·(-2Q)/d + 3Q·(-2Q)/d = -21.5kQ²/d ≈ -21.3kQ²/d。

正確。將三對庫侖位能相加得 −21.3kQ²/d(含 3Q·(-2Q)、Q·(-2Q)、Q·3Q 三項)。

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兩點電荷帶電量各為 Q 及 3Q，彼此相距 2d，將一帶電量為 −2Q 的點電荷置於該兩電荷的中點處，形成帶電質點系統，則此系統的電位能為何？（設庫侖常數為 k）