我在《庫侖定律》的習(xí)題教學(xué)中遇到這樣一道題：兩個(gè)帶電量不相等的相同金屬小球，當(dāng)相距一定的距離時(shí)，其相互作用力為F1，若將兩個(gè)小球接觸后再分開，并保持原有的距離不變，它們之間的作用力變?yōu)镕2。請(qǐng)問F1=F2嗎?理由是什么?

我按照常規(guī)思路進(jìn)行了分析與解答：

依題意有兩種情況：

1、若兩小球帶同種電荷，兩小球接觸時(shí)應(yīng)進(jìn)行電荷的平均分配，兩小球應(yīng)帶等量電荷，且接觸前后兩小球所帶電荷總量不變，由數(shù)學(xué)知識(shí)和庫侖定律得兩電荷相等時(shí)相互作用力最大，F(xiàn)1不可能等于F2。

2、若兩小球帶異種電荷，兩小球接觸時(shí)先中和掉帶電量較小的電荷后再平分剩余的電荷，分開后兩小球所帶電荷總量比接觸前要小。由庫侖定律得：

兩小球接觸前：

F1=kQ1Q2/r2，(1)

兩小球接觸后：

F2=k(Q1-Q22)2/r2，(2)

令F1=F2，(3)

聯(lián)立(1)、(2)、(3)式解得：

Q1=(3±22)Q2。

即當(dāng)Q1=(3±22)Q2時(shí)，

有F2=F1。

正當(dāng)我講解結(jié)束時(shí)有一個(gè)同學(xué)提出質(zhì)疑：2是無理數(shù)而電荷量的最小單位是元電荷量為1．6×10-19庫，是有理數(shù)，上述結(jié)論在數(shù)學(xué)上成立但在物理中不成立。這個(gè)同學(xué)說得很有道理，我立刻表揚(yáng)了這個(gè)同學(xué)大膽質(zhì)疑求真的科學(xué)態(tài)度。

就兩個(gè)帶異種電荷的小球相互作用，我認(rèn)為：①兩小球所帶電量中和后所剩的電量如果非常小、且為元電荷的奇數(shù)倍，兩小球所帶的電量不可能平分，分開后F1=F2是不可能的；②小球所帶的電量與元電荷電量比較要大得多，不能用量子物理的觀點(diǎn)來分析，分開后F1=F2是有可能的。而庫侖定律是建立在宏觀力的基礎(chǔ)之上的，經(jīng)典電磁理論根本就沒有電荷量子化的概念，兩個(gè)帶電小球接觸前后的庫侖力F1=F2是有可能的，兩種說法哪一種更適合本題呢？

(欄目編輯羅琬華)