题目
两点电荷间的距离为d时,其相互作用力为F,当它们间的距离增大到2d时,其相互作用力变为( )A. 2FB. 4FC. (F)/(2)D. (F)/(4)
两点电荷间的距离为d时,其相互作用力为F,当它们间的距离增大到2d时,其相互作用力变为( )
A. 2F
B. 4F
C. $\frac{F}{2}$
D. $\frac{F}{4}$
题目解答
答案
D. $\frac{F}{4}$
解析
本题考查库仑定律的应用,核心在于理解电荷间作用力与距离的平方成反比这一关键关系。当两电荷间距离变化时,只需根据公式推导出新的作用力大小即可。
根据库仑定律,两电荷间的作用力公式为:
$F = k \frac{Q_1 Q_2}{r^2}$
其中,$r$为两电荷间的距离。
-
初始状态:距离为$d$,作用力为$F$,即:
$F = k \frac{Q_1 Q_2}{d^2}$ -
距离变化后:当距离变为$2d$时,代入公式得新作用力$F'$:
$F' = k \frac{Q_1 Q_2}{(2d)^2} = k \frac{Q_1 Q_2}{4d^2}$ -
比较新旧力:将$F$代入,得:
$F' = \frac{1}{4} \cdot k \frac{Q_1 Q_2}{d^2} = \frac{F}{4}$
因此,作用力变为原来的$\frac{1}{4}$。