三自由点电荷共线平衡电荷量的关系

三自由点电荷共线平衡电荷量的关系

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时间:2018-09-22

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1、三个自由点电荷共线平衡电荷量的关系洋县城关中学李鹤723300此类题目实质是三个物体共受三对相互作用力而处于平衡的问题,根据平衡条件和牛顿第三定律可以列出三个平衡方程式,即“六力三平衡”。图1AB例1.已知真空中的两个自由点电荷A和B,QA=9Q,QB=-4Q,相距L如图1所示。若在直线AB上放一自由电荷C,让A、B、C都处于平衡状态,则对CLX图2ABC的放置位置、电性、电量有什么要求?解析:此问题属于力学的平衡问题,每个点电荷都处于另外两个点电荷的电场中,都符合F=0,找出点电荷A、B的合场强为零的点放C,根据题中A、B的电性可知的点必定在A、B外侧,再根据,结合A、B的

2、电量得出的点必定在B的外侧靠近电量较小的B。设C的带电量,距B的距离为X,如图2所示对A:即=对B:即对C:即代入数值解得X=2L,QC=36Q.istheTibetanPlateaupoly.Centercityonlyapopulationofoveronemillion.Xiningislocatedinthe"Tangfangudao"andtheancient"SilkRoad"road,istheLoessPlateauandtheTibetanPlateau,agriculturalandpastoralareasand,inconjunctionwiththe

3、MinistryofcultureandIslamicculture由对C列出的方程看,因为约去,所以对于C只要放的位置符合它就可以平衡,A、B要平衡就得对C电性、电量有要求。C若带负电A、B都不能平衡,故C带正电。小结:由此题我们可以得出三个自由点电荷共线平衡问题具有如下特点:①三个自由点电荷电性必为“两同夹异”。即两边电荷与中间电荷的电性相反。若A、B、C带同种电荷,无论怎么放,外侧点电荷都不可能平衡。要使三个自由点电荷共线平衡,中间电荷的电性一定要和两边的电荷的电性相反。②三个自由点电荷电荷量必为“两大夹小”,即放在中间的异种电荷B电量最小。因为若QB>QC,则FBA>

4、FCA,A不能平衡。若QB>QA,则FBC>FAC,C不能平衡。③三个自由点电荷位置必为“靠小”,即中间电荷靠近电量较小的电荷。从上题知,如果要使三个自由点电荷都处于平衡状态,不仅对三个自由点电荷的电性有要求,而且对三个自由点电荷的电电荷量也有要求。下面我们探究它们的电荷量究竟需要满足的关系。三个自由电荷位置如图2所示,仍然根据“六力三平衡”列出方程组:对A:即①对B:即②istheTibetanPlateaupoly.Centercityonlyapopulationofoveronemillion.Xiningislocatedinthe"Tangfangudao"and

5、theancient"SilkRoad"road,istheLoessPlateauandtheTibetanPlateau,agriculturalandpastoralareasand,inconjunctionwiththeMinistryofcultureandIslamicculture对C:即③由①得AC=,④由②得BC=⑤由数学知识知;AC=AB+BC⑥由④⑤⑥可得:。所以我们可以得到三个自由点电荷共线平衡电荷量的关系是。例2.下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是()A、4Q4Q4QB、4Q-5Q3QC、9Q-4Q36QD、-4Q2Q-3Q错解:由“两同夹异

6、”排除A项,由“两大夹小”排除B项,误选C、D。错因分析:本题仅仅利用“两同夹异”从电性的角度和利用“两大夹小”定性的从电性大小的角度分析判断,未进行定量分析。正解:由“两同夹异”排除A项,由“两大夹小”排除B项,由三个自由点电荷共线平衡电荷量的关系可判断答案D错C正确。电话:13991608272邮箱:lihe6686@126.comistheTibetanPlateaupoly.Centercityonlyapopulationofoveronemillion.Xiningislocatedinthe"Tangfangudao"andtheancient"SilkRoad

7、"road,istheLoessPlateauandtheTibetanPlateau,agriculturalandpastoralareasand,inconjunctionwiththeMinistryofcultureandIslamicculture

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