FANPHYSICS · NOTEBOOKLM 讲义

A3:三球平衡摆放方法

章节:电荷守恒定律与库仑定律 · 资料编号:coulomb_lesson4_hw_03_three_charge_arrangement

题目

三个可自由移动带电小球 A、B、C 在光滑水平面上沿直线静止,判断电性、电荷量、摆放方法和距离关系。

选项

  1. A. A、C 可能带异种电荷
  2. B. 可能有 Q_A>Q_B>Q_C
  3. C. 可先固定 C,摆好 A、B 平衡后再释放 C
  4. D. r₁/r₂=Q_A/Q_C

学习定位

电场强度与电势能

题族:库仑力平衡

条件变式L2难度 4/5

训练能力:电荷守恒、库仑力受力分析

前置知识:力的平衡、牛顿第二定律

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核心知识点

电荷守恒库仑定律三球平衡摆放方法

参考答案

C

分步解析

1. 条件提取

完整平衡构型中两端同号、中间异号;若按最终构型摆放,先固定一球不会改变另两球的受力平衡。

2. 对应公式

\[\frac{r_1}{r_2}=\sqrt{\frac{|Q_A|}{|Q_C|}}\]

3. 推导过程

A 电性错误;中间电荷绝对值小于任一端球,B 不可能;按最终平衡位置先固定 C 再摆 A、B 可行;D 缺少平方根。

4. 结论

答案为 **C**。

变式练习

进阶近似题:同考点迁移

在“三球平衡摆放方法”模型中改变电荷符号、几何尺度或操作顺序,判断平衡条件与库仑力如何变化。

变式答案

先确认电荷守恒与电性,再按新几何关系列库仑力和平衡方程。

思路提示

保持核心物理约束不变,重点检查距离平方、电荷分配和力的方向。