(1)若A、B固定,在什么位置放入第三個(gè)點(diǎn)電荷q3,可使之處于平衡狀態(tài)?平衡條件中對(duì)q3的電荷量及正負(fù)有無(wú)要求?
(2)若以上三個(gè)電荷皆可自由移動(dòng),要使它們都處于平衡狀態(tài),對(duì)q3的電荷量及電性有何要求?
(3)若q1=q,第二問(wèn)中的答案又如何?
思路解析
若q1、q2是固定的,要使q3平衡,只要使q1、q2對(duì)q3的靜電力大小相等、方向相反即可.如果q1、q2、q3三者都是不固定的,則要同時(shí)使三個(gè)電荷受的靜電力的合力都等于零,需要同時(shí)分析三個(gè)電荷的受力情況.
圖1-2-2
(1)讓q3受力平衡,必須和q1、q2在同一條直線上,因?yàn)閝1、q2帶異種電荷,所以q3不可能在它們中間.再根據(jù)庫(kù)侖定律,靜電力和距離的平方成反比,可推知q3應(yīng)該在q1、q2的連線上q1的外側(cè)(離小電荷量電荷近一點(diǎn)的地方),如圖1-2-2所示.設(shè)q3離q1的距離是x,根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件列式:=將q1、q2的已知量代入得:x=r,對(duì)q3的電性和電荷量均沒(méi)有要求.
(2)要使三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài),就對(duì)q3的電性和電荷量都有要求.首先q3不能是一個(gè)負(fù)電荷,若是負(fù)電荷,q1、q2都不能平衡,也不能處在它們中間或q2的外側(cè).根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件列式如下:對(duì)=,對(duì)q1:=,解上述兩個(gè)方程得:q3=4q,x=r.
圖1-2-3
(3)若q1=q,則q3應(yīng)該是一個(gè)負(fù)電荷,必須放在q1、q2之間,如圖1-2-3所示.根據(jù)庫(kù)侖定律和平衡條件列式如下,
對(duì)q1:=
對(duì)q3:=
解上述方程得:q3=4q/9,x=r/3.
答案:(1)x=r,對(duì)q3的電性和電荷量均沒(méi)有要求 (2)q3=4q,x=r (3)q3=4q/9 x=r/3
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(1)若A、B固定,在什么位置放入第三個(gè)點(diǎn)電荷q3,可使之處于平衡狀態(tài),平衡條件中對(duì)q3的電荷量及正負(fù)有無(wú)要求?
(2)若以上三個(gè)電荷皆可自由移動(dòng),要使它們都處于平衡狀態(tài),對(duì)q3的電荷量及電性有何要求?
(3)若q1=q,第(2)問(wèn)中的答案又如何?
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