题目
真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为F,当另一点电荷Q移近这两个点电荷时,M、N两点电荷之间的作用力( )A. 大小不变,方向改变;B. 大小改变,方向不变;C. 大小和方向都不变;D. 大小和方向都改变.
真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为F,当另一点电荷Q移近这两个点电荷时,M、N两点电荷之间的作用力( )
A. 大小不变,方向改变;
B. 大小改变,方向不变;
C. 大小和方向都不变;
D. 大小和方向都改变.
题目解答
答案
C. 大小和方向都不变;
解析
考查要点:本题主要考查对库仑定律的理解,特别是点电荷之间相互作用力的决定因素。
解题核心思路:
根据库仑定律,两电荷之间的库仑力大小由电荷量乘积和间距平方决定,方向由电荷性质(同性或异性)决定。引入第三个电荷时,原两电荷间的相互作用力不会改变,因为它们的电荷量和间距未发生变化。
破题关键点:
- 库仑力的独立性:两电荷间的相互作用力仅由它们自身决定,与其他电荷无关。
- 总力与相互作用力的区别:虽然第三个电荷会影响每个电荷的总受力,但原两电荷间的相互作用力本身不变。
根据库仑定律,两电荷$M$和$N$之间的相互作用力为:
$F = k \frac{Q_M Q_N}{r^2}$
其中$Q_M$、$Q_N$为电荷量,$r$为间距,$k$为静电力常数。
当第三个电荷$Q$移近时:
- 电荷量与间距不变:$Q_M$、$Q_N$和$r$均未改变,因此$F$的大小不变。
- 方向由电性决定:两电荷的电性未变,因此作用力方向(同性相斥/异性相吸)不变。
- 总力的变化:虽然$Q$会对$M$和$N$分别施加力,但题目问的是$M$与$N$之间的相互作用力,而非它们的总受力。
综上,大小和方向均不变,正确答案为C。