高二物理:两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b,在真空中相距L,现引入第三个点电荷C,能使三个电荷都处于静止状态,确定C的位置,电性及它的电荷量.(要求完整过程……拜托了……)

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/09 03:36:28

高二物理:两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b,在真空中相距L,现引入第三个点电荷C,能使三个电荷都处于静止状态,确定C的位置,电性及它的电荷量.(要求完整过程……拜托了……)
高二物理:两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b,在真空中相距L,现引入第三个点电荷C,
能使三个电荷都处于静止状态,确定C的位置,电性及它的电荷量.(要求完整过程……拜托了……)

高二物理:两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b,在真空中相距L,现引入第三个点电荷C,能使三个电荷都处于静止状态,确定C的位置,电性及它的电荷量.(要求完整过程……拜托了……)
(1)设第三个小球带nq的负电荷.根据同种电荷相互排斥可知,无论它们三个电荷按照什么位置排布,都无法保持外面的两个电荷平衡(三者是直线排列).
倘若这三个电荷不是直线排列,就可构成一个三角形,那么其中的任意一个电荷必然会受到两个不同方向,且不能相互抵消的两个库伦力的作用,所以也一定不平衡.
所以那第三个电荷一定是正电荷,假设它带+nq,要使它们三者平衡,显然也一定要摆在一条直线上,又因为在已知的两个电荷中,电荷量分别为-q所带的电荷量较小,所以再放入一个新的电荷,为了弥补电荷量小的问题,必须使新的电荷与-q之间的距离更近一些(根据F=kq1q2/r^2可知),
然后在已知的两个小球之间,
根据库仑定律和牛顿第三定律,它们各受F1=F2=Kq*4q/L^2 的库伦力,且方向均向外,所以要提供一个放在这二者中间的正电荷在中间吸引它们,使它们平衡.
再考虑放入第三个电荷,设第三个正电荷与其左边带-q的负电荷之间的距离为d,要使它们都平衡:
所以 Kq*nq/d^2=F1
K4q*nq/(L-d)^2=F2
由上式可得:d=L/3
n=4/9
所以第三个小球应放在电荷量为-q的右边(假设两个带负电的小球,电荷量为-q也在左边)相距为L/3,电荷量为+4/9q.

电性为正
qQ/x=q*4Q/(L-x)
4x=L-x
位置x=L/5
Q*4Q/L=qQ/L/5
5q=4Q
电荷量q=4Q/5

两大夹一小,两同夹一异。
两个都负电,则c只能是正电。并且c必须在a,b之间。
然后假设距离任意一个为x,选其中任意一个电荷受力分析,列出平衡方程。