Question

3．如圖所示，+Q₁和-Q₂是兩個(gè)可自由移動(dòng)的電荷，且Q₂=4Q₁．現(xiàn)再取一個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q₃放在Q₁與Q₂連接的直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)平衡，則Q₃應(yīng)為負(fù)電荷（填正或負(fù)），放在Q₁的左邊（填左或右）．

Answer 1

分析 由于Q₁帶點(diǎn)電荷，Q₂帶負(fù)點(diǎn)電荷，根據(jù)同種電荷排斥，異種電荷吸引，
要使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對(duì)其Q₃受力分析，去判斷所處的位置．

解答 解：假設(shè)Q₃放在Q₁Q₂之間，那么Q₁對(duì)Q₃的電場(chǎng)力和Q₂對(duì)Q₃的電場(chǎng)力方向相同，Q₃不能處于平衡狀態(tài)，所以假設(shè)不成立．
設(shè)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(tài)，
所以Q₁對(duì)Q₃的電場(chǎng)力大小等于Q₂對(duì)Q₃的電場(chǎng)力大小．
即：$\frac{k{Q}_{1}{Q}_{3}}{{r}_{13}^{2}}$=$\frac{k{Q}_{2}{Q}_{3}}{{r}_{23}^{2}}$
由于Q₂=4Q₁，
所以r₂₃=2r₁₃，所以Q₃位于Q₁的左方．
根據(jù)同種電荷排斥，異種電荷吸引，可判斷Q₃帶負(fù)電；
故答案為：負(fù)，左．

點(diǎn)評(píng) 我們可以去嘗試假設(shè)Q₃放帶正電或負(fù)電，它應(yīng)該放在什么地方，能不能使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．不行再繼續(xù)判斷．