Question

如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上，AB间和BC间的距离均为L．已知A球带电量为Q_A=8q，B球带电量为Q_B=q，若在C球上施加一个水平向右的恒力F，恰好能使A、B、C三个小球保持相对静止，共同向右加速运动．
求：（1）拉力F的大小．
（2）C球的带电量Q_C．

Answer 1

分析：先把A、B、C三者作为整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再分别以A、B为研究对象，运用静电力公式结合牛顿第二定律即可解题．

解答：解：A、B、C三者作为整体为研究对象，有：
F=3ma                   …①
所以加速度方向向右，而AB都带正电，所以C带负电荷；
以A为研究对象，有：
-

k?(8q)q

L2

+

k?(8q)qC

4L2

=ma    …②
以B为研究对象，有：

k?(8q)q

L2

+

k?qqC

L2

=ma        …③
由①②③可解得：
q_c=16q
F=

72kq2

L2

答：（1）外力大小F为

72kq2

L2

；
（2）C球所带电量Q_C为16q，带负电荷．

点评：本题主要考查了库仑定律及牛顿第二定律的直接应用，关键灵活地选择研究对象，然后根据牛顿第二定律列式，不难．