两个*点电荷A和B各带电-q和4q相距为d,如何选择和放置第三个点电荷C才能处于平衡状态?

问题描述:

两个*点电荷A和B各带电-q和4q相距为d,如何选择和放置第三个点电荷C才能处于平衡状态?

电荷A与B的电荷不同,如果电荷C为正电荷
,则受到A的吸引和B的排斥力,那么电荷放在AB之外,靠近A一侧(假设靠近带电量大的B,由于距离和电量都大于A,C将无法静止在那里),根据电荷公式K*Q1*Q2/(R^2)
电荷力公式F=K*q*Qc/(R^2)=K*4*q*Qc/((R+d)^2)
R=d, 即将C放在AB外侧靠近A一侧距离A 为d的地方

如果电荷C为负电荷,则受到A的排斥力和B的吸引力,分析结果与上面一样。

假设一个电量为Q的正电荷C,放在B、A连线的延长线上,距A电荷的距离为r,则距B电荷的距离为r+d.
按库伦定律,平衡时,C电荷受A的引力=C电荷受B的斥力:k*Q*q/r^2=k*Q*4q/(r+d)^2
整理后:(r+d)^2=r^2*4
得:r=d
所以,放置第三个点电荷C(正电荷),在BA连线的延长线上,距A电荷的距离为d,可以使之处于平衡状态.
假如C为负电荷,则应放在A、B连线的延长线上,分析方法同上.