Question

高二物理：两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b，在真空中相距L，现引入第三个点电荷C,

能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置，电性及它的电荷量。（要求完整过程……拜托了……）

Answer 1

解:(1)设第三个小球带nq的负电荷。根据同种电荷相互排斥可知，无论它们三个电荷按照什么位置排布，都无法保持外面的两个电荷平衡（三者是直线排列）。

倘若这三个电荷不是直线排列，就可构成一个三角形，那么其中的任意一个电荷必然会受到两个不同方向,且不能相互抵消的两个库伦力的作用，所以也一定不平衡。

所以那第三个电荷一定是正电荷，假设它带+nq，要使它们三者平衡，显然也一定要摆在一条直线上，又因为在已知的两个电荷中，电荷量分别为-q所带的电荷量较小，所以再放入一个新的电荷，为了弥补电荷量小的问题，必须使新的电荷与-q之间的距离更近一些（根据F=kq1q2/r^2可知)，

然后在已知的两个小球之间，
根据库仑定律和牛顿第三定律，它们各受F1=F2=Kq*4q/L^2 的库伦力，且方向均向外，所以要提供一个放在这二者中间的正电荷在中间吸引它们，使它们平衡。

再考虑放入第三个电荷，设第三个正电荷与其左边带-q的负电荷之间的距离为d，要使它们都平衡：
所以 Kq*nq/d^2=F1
K4q*nq/(L-d)^2=F2
由上式可得：d=L/3
n=4/9
所以第三个小球应放在电荷量为-q的右边（假设两个带负电的小球，电荷量为-q也在左边）相距为L/3,电荷量为+4/9q.

Answer 2

两大夹一小，两同夹一异。
两个都负电，则c只能是正电。并且c必须在a，b之间。
然后假设距离任意一个为x，选其中任意一个电荷受力分析，列出平衡方程。

Answer 3

电性为正

qQ/x=q*4Q/(L-x)

4x=L-x

位置x=L/5

Q*4Q/L=qQ/L/5

5q=4Q

电荷量q=4Q/5