相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是(  )A. -q,在A左侧距A为L处B. -2q,在A左侧距A为L/2处C. +4q,在B右侧距B为L处D. +2q,在B右侧距B为3L/2处

问题描述:

相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是(  )
A. -q,在A左侧距A为L处
B. -2q,在A左侧距A为L/2处
C. +4q,在B右侧距B为L处
D. +2q,在B右侧距B为3L/2处

A、B、C三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为正电,在B的右侧.
设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为L+r,要能处于平衡状态,
所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为Q.则有:

k4q•Q
(L+r)2
=k
Qq
r2

解得:r=L
对点电荷A,其受力也平衡,则:k
4q•Q
(L+r)2
k4q•q
L2

解得:Q=4q,即C带正电,电荷量为4q,在B的右侧距B为L处.
故选:C.
答案解析:A、B、C三个点电荷都处于静止状态,对电荷受力分析,每个电荷都处于受力平衡状态,故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果.
考试点:库仑定律.
知识点:我们可以去尝试假设C带正电或负电,它应该放在什么地方,能不能使整个系统处于平衡状态.不行再继续判断,抓住平衡条件是解决问题的关键.