两个点电荷,分别带正电荷q和4q,它们之间的距离为1,现在要放上第三个点电荷,正好使整个系统平衡,第三个点电荷应放在哪里?应当带哪一种电荷?所带电荷的电量是多少?
解:第三个点电荷是负电荷,只能放在两个正电荷q和4q的联线上。(1分)
设第三个点电荷为-Q,放在距q为x处。
由于整个系统处于平衡,故得方程:
k×(-Q)×q/x2=k×(-Q)×4q/(1-x)2(D-1)(1分)
k×(-Q)×q/x2=k×q×4q/12(D-2)(1分)
由式(D-1)得:x=1/3 x=-1(舍去)
以x=1/3代入式(D-2)得:Q=-4/9q(1分)
答:第三个点电荷是负电荷,应放在两个正电荷q和4q的连线上,距q为1/3处,所带电荷的电量是-4/9q。(1分)