Question

如圖所示在一條直線上兩個相距0.4m的點電荷A、B，電量分別為+Q和-9Q，如果引入第三個帶電小球C，正好使三個小球都處于靜止狀態(tài)，問C帶什么電？應放在何處？所帶電量為多少？若B帶電量為+9Q，結果又如何？

Answer 1

（1）A、B、C三個電荷要平衡，必須三個電荷的一條直線，外側二個電荷相互排斥，中間電荷吸引外側兩個電荷，所以外側兩個電荷距離大，要平衡中間電荷的拉力，必須外側電荷電量大，中間電荷電量小，所以C必須為負電，在A的左側．
設C所在位置與A的距離為r，則C所在位置與B的距離為L+r，要能處于平衡狀態(tài)，
所以A對C的電場力大小等于B對C的電場力大小，設C的電量為q．則有：

kQq

r2

=

k9Qq

(r+L)2

解得：r=0.2m．
對點電荷A，其受力也平衡，則

kQq

r2

=

k9QQ

L2

解得：q=

9

4

Q．
所以C帶負電，放在A的左邊0.2m處，帶電荷量為

9

4

Q．
（2）若B帶電量為+9Q，
根據上述規(guī)律可知，引入的第三個小球必須帶負電，放在前兩個小球的連線上且離+Q較近．設第三個小球帶電量為q，放在距離+Q為x處，由平衡條件和庫侖定律有：

kQq′

x2

=

k9Qq′

(L-x)2

解得 x=0.1m  
以A為研究對象，由平衡條件得：

kQq′

x2

=

k9QQ

L2

得q′=

9

16

Q．
所以C帶負電，放在A的右邊0.1m處，帶電荷量為

9

16

Q．
答：（1）如果引入第三個帶電小球C，正好使三個小球都處于靜止狀態(tài)，C帶負電，放在A的左邊0.2m處，帶電荷量為

9

4

Q．
（2）若B帶電量為+9Q，C帶負電，放在A的右邊0.1m處，帶電荷量為

9

16

Q．