Question

如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L（L比球半径r大许多），B球带电荷量为Q_b=-3q，A球带电荷量为Q_a=6q.若在C上加一个水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求：

（1）F的大小为多少？

（2）C球所带电荷量为多少？带何种电荷？

Answer 1

（1）F=  （2）8q  正

解析：将A、B、C三小球看成一个系统，则三个小球之间的库仑力为系统内力，当C上加一恒力F，并使三球始终保持L的间距运动，则三球的加速度相同，均为，且方向为水平向右.对于B球，由于受A球的库仑引力，且力的方向水平向左，那么受C球的库仑引力必向右，才可能产生向右的加速度，这样C球带正电荷.设C球带电荷量为Q_c，则由库仑定律和牛顿第二定律有：

对B：k-k=ma                                                 ①

对A：k-k=ma                                                 ②

由①②联立得：Q_c=8q，a=

根据牛顿第二定律，有A、B、C三小球构成系统的合外力F=3ma=.