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114會考自然 第10題 詳解

靜電力・距離平方 · 單選 · 題目出處:114 年國中教育會考 自然科(國立臺灣師範大學心理與教育測驗研究發展中心)

題目
甲、乙、丙三個金屬球排在同一直線上,甲球帶負電,乙、丙兩球帶正電。剛開始乙球距離甲球 2 m,距離丙球 1 m;之後將乙球向左移動 1 m,使乙球距離甲球 1 m,距離丙球 2 m。若甲、乙間的靜電力大小為 F甲乙F_{甲乙},乙、丙間的靜電力大小為 F乙丙F_{乙丙},則移動前後,有關 F甲乙F_{甲乙}、F乙丙F_{乙丙} 的大小變化,下列何者正確?
(A) F甲乙F_{甲乙} 變大,F乙丙F_{乙丙} 變大
(B) F甲乙F_{甲乙} 變大,F乙丙F_{乙丙} 變小
(C) F甲乙F_{甲乙} 變小,F乙丙F_{乙丙} 變大
(D) F甲乙F_{甲乙} 變小,F乙丙F_{乙丙} 變小

答案(B) F甲乙F_{甲乙} 變大,F乙丙F_{乙丙} 變小看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先抓考點

    這題考「靜電力與距離的關係」:兩電荷之間的距離越近,靜電力越大;距離越遠,靜電力越小。下手處:帶電性只決定是吸引還是排斥(方向),完全不影響「大小隨距離怎麼變」的規則,所以甲帶負電、乙丙帶正電這些條件,判斷大小變化時可以先放一邊。
  2. 2

    整理距離

    把移動前後的距離列成表最保險。移動前:甲乙相距 2 m2\ \mathrm{m}、乙丙相距 1 m1\ \mathrm{m}。乙向左移 1 m1\ \mathrm{m} 後:乙靠近甲,甲乙變成 1 m1\ \mathrm{m};乙遠離丙,乙丙變成 2 m2\ \mathrm{m}。也就是甲乙「變近」、乙丙「變遠」。
  3. 3

    判斷變化

    套用規則:甲乙距離從 2 m2\ \mathrm{m} 縮短為 1 m1\ \mathrm{m},距離變近,所以甲乙間的靜電力變大;乙丙距離從 1 m1\ \mathrm{m} 拉長為 2 m2\ \mathrm{m},距離變遠,所以乙丙間的靜電力變小。注意甲乙之間是異性電相吸、乙丙之間是同性電相斥,但吸引力和排斥力一樣都遵守「越近越大」的規則。
  4. 4

    確定答案

    甲乙間靜電力變大、乙丙間靜電力變小,答案選 (B)。誤選 (C) 的人多半是把「乙向左移」想反了方向,以為乙是遠離甲;只要老老實實把移動後的兩段距離寫下來,就不會掉進去。
答案
(B) F甲乙F_{甲乙} 變大,F乙丙F_{乙丙} 變小

關鍵觀念:#靜電力 #庫侖定律 #電荷正負 #距離平方反比

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常見卡點
最常見的失誤是「距離沒重算就急著判斷」:乙向左移 1 m1\ \mathrm{m},有人在腦中硬想,把「靠近甲、遠離丙」記成相反,就會誤選 (C)。動筆把移動後的距離寫下來——甲乙 1 m1\ \mathrm{m}、乙丙 2 m2\ \mathrm{m}——再套「越近力越大」,三秒就能鎖定 (B)。另外別被吸引力、排斥力的差別干擾,大小變化只看距離。

還是卡住嗎?

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