Question

“真空中两个整体上点电荷相距10cm，它们之间相互作用力大小为9×10-⁴N．当它们合在一起时，成为一个带电量为3×10-⁸C的点电荷．问原来两电荷的带电量各是多少？”某同学求解如下：
根据电荷守恒定律地：q₁+q₂=3×10^-8C=a（1）
根据库仑定律：q1′q2=

r2

k

F=

(10×10-2)2

9×109

×9×10-4C2=b
以q₂=b/q₁代入（1）式得：q₁²-aq₁+b=0
解得   q1=

1

2

(a±

a2-4b

=

1

2

(3×10-8±

9×10-16-4×10-15

)C
根号中的数值小于0，经检查，运算无误．试指出求解过程中的问题并给出正确的解答．

Answer 1

分析：电荷有正负，同种电荷和异种电荷合在一起时，带电量的计算方法不一样．

解答：解：由于题中仅给出相互作用力的大小，该同学是把两个电荷当成同种电荷去求解，最终无解，
两点电荷也有可能是异种电荷，按电荷异号计算．
由q₁-q₂=3×10^-8C=a，q₁q₂=1×10^-15C²=b
得    q₁²-aq₁-b=0                                 
由此解得：q₁=5×10^-8C                                 
    q₂=2×10^-8C                
答：两电荷是异种电荷，两电荷的带电量大小分别为：q₁=5×10^-8C，q₂=2×10^-8C．

点评：对于问题，我们要考虑全面，因为异种电荷合在一起时，先中和一部分．