Question

18．如圖所示，在光滑絕緣的水平面上從左向右依次放著三個質(zhì)量都是m，間隔為l的帶電小球A、B、C，其中A求帶電荷量為+10q，B求帶電荷量為+q．想用水平向右的力F拉C，使三球在運動中保持距離不變，求：
（1）C球的電性和帶電荷量；
（2）F的大�。�

Answer 1

分析 三個質(zhì)量相同的小球在各自相互作用下，一起向F方向加速運動．采用隔離法和整體法對小球受力分析，并用牛頓第二定律列出表達(dá)式后聯(lián)立求解即可．

解答 解：對A球，受B球的排斥力和C球的吸引力，故C球帶負(fù)電荷，設(shè)為-Q，根據(jù)牛頓第二定律，有：
$\frac{kQ•10q}{（2l）^{2}}$-$\frac{k10q×q}{{l}^{2}}$=ma
對B球，受A球向右的排斥力和C球的吸引力，根據(jù)牛頓第二定律，有：
$\frac{k10q×q}{{l}^{2}}+\frac{kQq}{{l}^{2}}=ma$
對整體，根據(jù)牛頓第二定律，有：
F=3ma
聯(lián)立解得：
Q=$\frac{40}{3}q$
F=$\frac{70k{q}^{2}}{{l}^{2}}$
答：（1）C球的電性為負(fù)，帶電荷量為-$\frac{40}{3}q$；
（2）F的大小為$\frac{70k{q}^{2}}{{l}^{2}}$．

點評 根據(jù)各自受力情況分析，可確定A球的電性．同時由庫侖定律與牛頓第二定律來確定A球的電量．本題還體現(xiàn)出整體法與隔離法對問題的研究．