153.【高中物理選修3-1】【電場】三點(diǎn)共線做題

銜接上節(jié)課內(nèi)容：

1.帶電正負(fù)：兩同夾異

2.帶電量：兩大夾小

3.距離：近小遠(yuǎn)大

（不懂請(qǐng)翻看筆記152.【高中物理選修3-1】【電場】庫侖定律三點(diǎn)共線）

本節(jié)課內(nèi)容：

4.解題：題目問什么就分析什么

例題一

如圖所示，現(xiàn)在兩個(gè)帶電輕質(zhì)小球在光滑的水平面上，已知B小球的電荷量為+Q，C小球的電荷量為-4Q，B、C兩球之間相距L，現(xiàn)將一個(gè)帶電小球A與B、C小球放在同一根直線上，使得A、B、C三個(gè)小球都處于平衡狀態(tài)，求A小球應(yīng)該在B小球什么位置，以及A小球的電性及帶電荷量是多少？

詳解↓

由上節(jié)課所學(xué)，很容易得出：在帶+Q的小球的左邊放一個(gè)帶負(fù)電的小球A。如下圖所示，A小球受到B的吸引力和C的排斥力（FB=FC）：

直接寫公式：k·4QqA/(L+x)2=k·QqA/x2，在這里的Q和q是不帶正負(fù)的（就算它的Q是負(fù)的，代入到公式里去也是代正的），因?yàn)榇斯绞窃谒懔Γ?span id="s0sssss00s" class="ql-color-#0b84ed">力的正負(fù)表示的是方向，而電荷量的正負(fù)只表示物體帶電的正負(fù)，所以不能把電荷量的正負(fù)代入到公式里面（如果代入，就會(huì)被誤認(rèn)為是在表示力的方向）。

總結(jié)：當(dāng)公式中出現(xiàn)F，所有的Q都帶正的（如果公式中沒有出現(xiàn)F，那么所有的Q全要帶好正負(fù)的符號(hào)）。

再回來看公式k·4QqA/(L+x)2=k·QqA/x2，把等式兩邊能約掉的全部約掉后得到：4/(L+x)2=1/x2（即x和L之間的關(guān)系），即x=L?；嗊^程如下（用鼠標(biāo)寫的字，將就看看吧）：

通過計(jì)算結(jié)果可知：此時(shí)A→B和C→B的距離是相同的。

再來分析B，B小球受到A和C的吸引力↓

寫出公式：k·QqA/L2=k·4Q·Q/L2，化簡得：qA=4Q，所以就解得了A的電荷量是-4Q，在B的左邊，距離為L。

例題二

如圖所示，現(xiàn)有三個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A、B、C 在光滑的水平面上，其中A小球的帶電荷量為+10q，B小球的帶電荷量為+q，A、B與B、C小球的間距均為L，現(xiàn)給C小球施加一個(gè)水平向右的外力F，使得三個(gè)小球一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)。求：（1）帶電小球C的電性；（2）帶電小球C的電荷量；（3）外力F的大小。

詳解↓

（1）分析A小球的受力情況可知，A小球受到B小球向左的排斥力，結(jié)合題干信息可知三個(gè)小球要向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以A小球一定要受到C小球施加的水平向右的力，則C小球帶負(fù)電（此題不是三個(gè)小球平衡，不能用之前的推論）。

（2）因?yàn)槿齻€(gè)小球一起加速，則以三個(gè)小球整體為研究對(duì)象，有F=3ma…①

對(duì)A小球進(jìn)行受力分析：

由受力分析可得：ma=k·qC·qA/4L2－k·qB·qA/L2…②

對(duì)B小球進(jìn)行受力分析：

由受力分析可得：ma=k·qB·qA/L2＋k·qC·qB/L2…③

聯(lián)立②③式有：k·qC·qA/4L2－k·qB·qA/L2=k·qB·qA/L2＋k·qC·qB/L2，代入數(shù)據(jù)化簡可得：k·6qC·q/4L2=k·20q2/L2，解得qC=40/3q。

（3）將qC=40/3q代入②式解得加速度后，再由①式即可解得外力F=70kq2/L2。

本節(jié)課的內(nèi)容到這里就結(jié)束啦??！

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