Question

如圖所示，帶電量分別為4q和-q的小球A，B固定在水平放置的光滑絕緣細桿上，相距為d.若桿上套一帶電小環(huán)C，帶電體A，B和C均可視為點電荷.

(1)求小環(huán)C的平衡位置.

(2)若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(|x|＜＜d)后靜止釋放，試判斷小環(huán)C能否回到平衡位置.(回答“能”或“不能”即可)

(3)若小環(huán)C帶電量為-q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(|x|＜＜d)后靜止釋放，試證明小環(huán)C將做簡諧運動.

(提示：當α＜＜1時，則≈1-nα)

Answer 1

加力學綜合題，考查學生建立模型的能力.難度適中.

(1)設C在AB連線的延長線上距肉B為l處達到平衡，帶電量為Q

庫侖定律F＝

平衡條件F_C==0

解得l₁=d(舍去)，l₂=d所以，平衡位置l＝d

(2)不能

(3)環(huán)C帶電-q，平衡位置不變，拉離平衡位置一小位移x后

C受力為F_C=利用近似關系化簡得F_C=所以小環(huán)C將做簡諧運動