固定的两个带异种电荷的点电荷Q1和Q2,电量之比为1:4,相距为d,

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/03 14:56:50
固定的两个带异种电荷的点电荷Q1和Q2,电量之比为1:4,相距为d,先引入第三个点电荷Q3,要使Q3处于平衡状态,对Q3的电量,电性及位置有何要求?

注意是带的异种电荷

在Q1和Q2的连线上(不妨设Q1在Q2左方),取Q1所在点为原点O,设Q3的坐标为x,则:
Q1在Q3产生的电场为:kQ1/x²
Q2在Q3产生的电场为:kQ2/(d-x)²

不管Q3的电性、电量如何,只要Q1和Q2在Q3处的合场强为0,Q3就不受力,就处于平衡状态,于是Q3的平衡位置x满足如下方程:
kQ1/x²+kQ2/(d-x)²=0 (Q3在Q1左方)
解之,得:x=d/{1-√(-Q2/Q1)}=-d

kQ1/x²-kQ2/(d-x)²=0 (Q3在Q1右方)
此方程无解。

所以,当Q3在Q1左边d处时处于受力平衡状态。

和Q1的电性相同
位置是这样的:Q3 Q1 Q2 总是在电荷小的一边,不能在中间和电荷大的一边
对电量无要求
位置l=d/(√(Q2/Q1)-1)

1
设Q1的从标为(0,0) 设Q2的坐标为(0+d,0) Q3坐标为(d+X,0)
三点要达到平衡,则Q3 与Q1 Q2同在一条直线上
假设Q3与Q1同种电荷。
Q3受到Q1的作用力=KQ1q/r1^2 方向向右
Q3受到Q2的作用力=KQ2q/r2^2 方向向左
以上两个力的大小相等,方向相反Q3才能处于平衡状态。
所以:K*Q1*Q3/(d+X)^2=K*Q2*Q3/X^2 ①
解①方程得X1=-2d/3 X2=-2d

(1)若X=-2d/3,Q3在Q1与Q2中间,则Q3的坐标为(d/3,0)
Q2受到Q1的作用力=K*Q1*Q2/d^2
Q2受到Q3的作用力=K*Q3*Q2/(2d/3)^2
所以:K*Q1*Q2/d^2=K*Q2*Q3/(2d/3)^2 ②
解②方程得:Q3=4Q1/9

(2)若X=-2

在直线MN上A,B两点,分别固定电荷量为4Q的正点电荷和电荷量为Q的负点电荷 一半径为r的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷为-q的点电荷放在球心上 在真空中,一个固定的点电荷A带电量为+Q(Q>0),离电荷A距离为L处的C点电势为U,另有 一半径为r导体球放在一点电荷场中,球心距点电荷为2r,点电荷的电量为+q,求球体的电势。 有一个电荷量为Q的点电荷,求距离中心为r的点的电势。 求两个电荷的大小和正负都相同的点电荷的连线的中垂线上场强最大值处 在一条直线上的两个点电荷,分别带有等量正负电荷,(下接问题补充说明处) 两个带电量相同点电荷相距离2R,问在点电荷连线的中垂线上哪一点的电场最强? A、B两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库伦力将 三个点电荷q1、q2、q3固定在同一条直线上,q2与q3的距离为q1和q2距离的2倍,每个电荷所受静电的合力均为零