题目
真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为F,当电荷M靠近电荷N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,方向一定不变.C. 大小和方向都不变D. 大小改变,方向也可能改变
真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为F,当电荷M靠近电荷N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,方向一定不变.
C. 大小和方向都不变
D. 大小改变,方向也可能改变
题目解答
答案
B. 大小改变,方向一定不变.
解析
本题考查库仑定律以及点电荷间作用力的性质。解题思路是先明确库仑定律的表达式,根据电荷位置变化判断距离变化,进而确定作用力大小的变化情况,再根据点电荷间作用力的特点判断方向的变化。
- 判断作用力大小的变化:
根据库仑定律,真空中两个静止点电荷之间的作用力$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$k$是静电力常量,$q_1$、$q_2$分别是两个点电荷的电荷量,$r$是两个点电荷之间的距离。
当电荷$M$靠近电荷$N$时,$q_1$、$q_2$不变,$r$减小。因为$F$与$r^2$成反比,所以$r$减小时,$F$会增大,即作用力大小改变。 - 判断作用力方向的变化:
点电荷间的作用力遵循牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。无论两个点电荷的位置如何变化,它们之间的作用力方向始终是沿着它们的连线方向。所以当电荷$M$靠近电荷$N$时,$M$、$N$两点电荷之间的作用力方向一定不变。