李　多, 李兰秀, 陈家伟

(1.北京师范大学 物理学系，北京　100875； 2. 北京师范大学 系统科学学院，北京　100875)



两个带同性电荷导体球之间一直保持排斥力的条件

李多1, 李兰秀1, 陈家伟2

(1.北京师范大学 物理学系，北京100875； 2. 北京师范大学 系统科学学院，北京100875)

两个带同性电荷导体球之间的相互作用是大学物理教学中的重要问题.已有研究结果表明：在一般情况下两球之间会存在吸引力，但在两球电荷与半径比值相关的特殊条件下，两球之间会一直是排斥力.本文首先通过相互作用的定性讨论，推广了两球之间一直是排斥力的条件，拓展了两球之间一直是排斥力的参数区间.然后利用由系列电象法求出的两导体球的电容系数，用数值计算方法验证了定性分析的结论，发现两个带同性电荷的导体球确实可以在更宽泛的参数条件下一直保持排斥力.

导体；电势能；电容系数；相互作用

两个同性带电导体球之间的相互作用，是大学物理教学中一个非常令人感兴趣的问题，《大学物理》杂志已发表多篇文章对此作过讨论[1-4].已有研究指出，在一般情况下，作用力可以有斥力、为零和吸引力的复杂情况[5-7]，国内外学者使用不同方法也给出了类似的研究结论[8-12].在关于这一问题的研究中，一个有趣的问题是：什么条件下两球将始终为斥力呢？文献[4]指出，两个同性导体球始终表现为斥力，并不仅仅限于R1=R2、Q1=Q2的情况.给定两导体球的半径R1≠R2时，只要导体球带同性电荷且电量……