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在真空中有两个相距r的点电荷A和B,带电荷量分别为q1=-q,q2=4q.(1)若A、B固定,在什么位置放入第三个点电荷q3,可使之处于平衡状态,平衡条件中对q3的电荷量及正负有无要求?(2)若
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在真空中有两个相距r的点电荷A和B,带电荷量分别为q1=-q,q2=4q.
(1)若A、B固定,在什么位置放入第三个点电荷q3,可使之处于平衡状态,平衡条件中对q3的电荷量及正负有无要求?
(2)若以上三个电荷皆可自由移动,要使它们都处于平衡状态,对q3的电荷量及电性有何要求?
(1)若A、B固定,在什么位置放入第三个点电荷q3,可使之处于平衡状态,平衡条件中对q3的电荷量及正负有无要求?
(2)若以上三个电荷皆可自由移动,要使它们都处于平衡状态,对q3的电荷量及电性有何要求?
▼优质解答
答案和解析
(1)假设q3放在q1q2之间,那么q1对q3的电场力和q2对q3的电场力方向相同,q3不能处于平衡状态,所以假设不成立.
设q3所在位置与q1的距离为r13,q3所在位置与q2的距离为r23,要能处于平衡状态,
所以q1对q3的电场力大小等于q2对q3的电场力大小.
即:k
=k
由于q2=4q1,
所以r23=2r13,所以q3位于q1的左方.
由于A、B固定,从上面的式子可以看出,在上述位置放入第三个点电荷q3的电荷量无要求,电性可正可负.
(2)若以上三个电荷皆可自由移动,根据同种电荷排斥,异种电荷吸引,可判断Q3带正电.
同时根据平衡条件,q1对q2的电场力大小等于q1对q3的电场力大小.
k
=k
根据(1)的分析可知r12=r13,所以q3=q2=4q
答:(1)若A、B固定,q3位于q1的左方,距q1的距离与q2距q1的距离相等,q3的电荷量及正负无要求.
(2)若以上三个电荷皆可自由移动,要使它们都处于平衡状态,对q3的电荷量为4q,带正电.
设q3所在位置与q1的距离为r13,q3所在位置与q2的距离为r23,要能处于平衡状态,
所以q1对q3的电场力大小等于q2对q3的电场力大小.
即:k
q1q3 |
r132 |
q2q3 |
r232 |
由于q2=4q1,
所以r23=2r13,所以q3位于q1的左方.
由于A、B固定,从上面的式子可以看出,在上述位置放入第三个点电荷q3的电荷量无要求,电性可正可负.
(2)若以上三个电荷皆可自由移动,根据同种电荷排斥,异种电荷吸引,可判断Q3带正电.
同时根据平衡条件,q1对q2的电场力大小等于q1对q3的电场力大小.
k
q1q2 |
r122 |
q1q3 |
r132 |
根据(1)的分析可知r12=r13,所以q3=q2=4q
答:(1)若A、B固定,q3位于q1的左方,距q1的距离与q2距q1的距离相等,q3的电荷量及正负无要求.
(2)若以上三个电荷皆可自由移动,要使它们都处于平衡状态,对q3的电荷量为4q,带正电.
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