Question

1．如圖，質(zhì)量相同的三個帶電小球A、B、C放置在光滑的絕緣水平面上，且處于同一直線上，已知A球和B球的帶電量分別為Q_A=6q，Q_B=-3q，若在C球上加上一個水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始終保持L（L比球的半徑大得多）的間距運動，C球應帶何種電荷？帶電量為多少？F的大小為多少？

Answer 1

分析 A球向右加速，合力向右，B球對C球是向左的靜電力，故C球對其為吸引力，故C球帶負電；
把A、B、C三者作為整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律列式求解．分別以A、B為研究對象，運用靜電力公式結合牛頓第二定律列式后聯(lián)立求解即可．

解答 解：由于A，B，C三球始終保特L的間距，它們具有相同的加速度，設為a，
則：a=$\frac{F}{3m}$
對A、B、C球受力分析可知，C球帶正電，
對A球：F_AB-F_AC=ma，
即：k$\frac{18{q}^{2}}{{L}^{2}}$-k$\frac{6q•{Q}_{c}}{4{L}^{2}}$=ma
對B球：-F_AB+F_BC=ma，
即：-k$\frac{18{q}^{2}}{{L}^{2}}$+k$\frac{3q•{Q}_{c}}{{L}^{2}}$=ma
聯(lián)立以上各式得：Q_C=8q．
F=k$\frac{18{q}^{2}}{{L}^{2}}$；
答：（1）C球帶正電，所帶的電量為8q；
（2）F的大小為k$\frac{18{q}^{2}}{{L}^{2}}$．

點評 本題關鍵靈活地選擇研究對象，多次根據(jù)牛頓第二定律列式，最后聯(lián)立求解．