静电实验台 · 接触分电

两颗相同金属球,
接触后电荷去哪了?

先给两球设置电荷,再让它们接触并按原距离分开。盯住电荷的代数和,你会看到库仑力为什么可能变大、变小,甚至变为零。

总电荷代数和 qA + qB 始终守恒
  1. 1初始分开
  2. 2接触等势
  3. 3原距分开

两球尚未接触:先观察初始电荷

+6 nC
A 球
−2 nC
B 球
球心距离 r = 0.50 m

先判断:接触稳定后,哪颗球带电更多?

选好判断,再让两球接触。

接触前 初始状态

A 球电荷
+6 nC
B 球电荷
−2 nC
电荷代数和
+4 nC
库仑力大小
0.288 μN
作用性质
相互吸引

接触后再分开 同一距离

完成接触后,均分结果会在这里揭晓。
同距比较 先完成接触和重新分开,再比较两次库仑力。

为什么一定是“均分”?

接触后,电荷会移动,直到两球电势相等。两球完全相同,电势相等时所带电荷也相等;再结合总电荷代数和守恒,就得到:

q′A = q′B = (qA + qB) / 2

F = k|q1q2|/ r2

  • 接触前看 qAqB 的正负,判断吸引、排斥或力为零。
  • 接触后两球带同种等量电荷;若均为零,则静电力也为零。
  • 比较力的大小时,分开后的球心距离必须与接触前相同。