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带同种电荷的带电体间可产生引力 内蒙古赤峰市元宝山区第二中学 李向臣 孟立新 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，这是一个普遍的自然规律，其成立的条件是“电荷间的相互作用力”。然而，我们有些同学在学习中，没有注意到此规律的成立条件，扩大了其适用范围，认为只要两个物体带有同种电荷，它们间的作用力就是排斥力。那么带同种电荷的带电体之间不能存在相互吸引的库仑力吗？下面用一题加以说明，仅供同行商榷。 问题：在绝缘的水平面上有一带电荷量为+Q的导体球，电荷分布在球表面，球的半径为R，另有一带电荷量为+q的点电荷，距离球心为a，如图，并且a>R，试求点电荷与导体球之间的库仑力。  分析与解答：库仑定律F=  适用条件是点电荷，而问题中，一个是点电荷，另一个是带电的球体。根据静电理论，导体球在点电荷+q的电场作用下，球的表面出现了感应电荷，由于感应电荷的出现，使导体球表面的电荷分布不均匀。此时导体球不能看作是所有电荷都集中在球心的点电荷，库仑定律失去成立的条件。在这种情况下不能直接使用库仑定律。根据电象理论，用  和 代替Q。令b表示到球心的距离于是有 = ①=Q-=Q+ ②b=  ③所以：F=  + =  + =  （+ ） ④将①、②、③式带入④式整理得 F= （ ）因a>R 所以  讨论：①若Qa(a2–R2)2–R3(2a2–R2)q>0时 即：Q>  F>0库仑力表现为斥力。 ②．若Qa(a2–R2)2–R3(2a2–R2)q<0时 即：Q< F<0库仑力表现为引力。 综上，带同种电荷的带电体之间不仅可以存在库仑斥力，而且还可以存在库仑引力。 (责任编辑：admin) |