Question

如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球的质量相等，A球带正电．平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．
（1）指出B球和C球分别带何种电荷，并说明理由．
（2）若A球带电荷量为Q，则B球所带电荷量为多少？
（3）若A球带电荷量减小，B、C两球带电荷量保持不变，则细线AB、BC中的拉力分别如何变化？

Answer 1

【答案】分析：由题意可知三个小球均处于共点力平衡状态，则对B、C中的任一小球进行受力分析，由共点力的平衡条件可得出B、C所带的电性及B、C电量的大小关系．
解答：解：（1）B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态；则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧；则可知B、C都应带负电；
（2）由受力分析图可知，A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同，即为；
（3）若A球带电荷量减小，B、C两球带电荷量保持不变，因此A对B球的库仑力减小，根据受力平衡条件可知，细线AB的拉力则增大，而BC中的拉力则不变．
答：（1）指出B球和C球均带负电荷．
（2）若A球带电荷量为Q，则B球所带电荷量为；
（3）若A球带电荷量减小，B、C两球带电荷量保持不变，则细线AB的拉力则增大，而BC中的拉力则不变．
点评：库仑定律考查一般都是结合共点力平衡进行的，因此解题的关键在于做出受力分析图，明确库仑力的方向；则可利用共点力的平衡条件进行解答．