Question

如圖所示，+Q₁和-Q₂是兩個可自由移動的電荷，Q₂=4Q₁．現再取一個可自由移動的點電荷Q₃放在Q₁與Q₂連接的直線上，欲使整個系統平衡，那么（　　）

A．Q₃應為負電荷，放在Q₁的左邊

B．Q₃應為負電荷，放在Q₂的右邊

C．Q₃應為正電荷，放在Q₁的左邊

D．Q₃應為正電荷，放在Q₂的右邊

Answer 1

分析：由于Q₁帶點電荷，Q₂帶負點電荷，根據同種電荷排斥，異種電荷吸引，
要使整個系統處于平衡狀態，對其Q₃受力分析，去判斷所處的位置．

解答：解：假設Q₃放在Q₁Q₂之間，那么Q₁對Q₃的電場力和Q₂對Q₃的電場力方向相同，Q₃不能處于平衡狀態，所以假設不成立．
設Q₃所在位置與Q₁的距離為r₁₃，Q₃所在位置與Q₂的距離為r₂₃，要能處于平衡狀態，
所以Q₁對Q₃的電場力大小等于Q₂對Q₃的電場力大小．
即：

kQ1Q3

r 2 13

 =

kQ2Q3

r 2 23

由于Q₂=4Q₁，
所以r₂₃=2r₁₃，所以Q₃位于Q₁的左方．
根據同種電荷排斥，異種電荷吸引，可判斷Q₃帶負電．
故選A．

點評：我們可以去嘗試假設Q₃放帶正電或負電，它應該放在什么地方，能不能使整個系統處于平衡狀態．不行再繼續判斷．