问题
问答题
演绎式探究一一研究带电小球间的作用力:
经科学研究发现,两个带电小球所带电荷量分别为q1、q2,当它们之间的距离为r(远大于小球的直径)时,它们之间的作用力F=,其中常量k = 9×109N2·m2/C2。
(1)如图,将甲、乙两个带电小球放在光滑的绝缘水平面上,若甲球带正电荷、乙球带负电荷,则它们之间的作用力为 力(“引”或“斥,’),此时两球将相互_(“靠近”或‘.远离”).
(2)如图,为了使这两个小球在原来的位置静止,沿着甲、乙两球的球心连线方向,在乙球的右边某位置放上一个电荷童为q3的小球丙,此时恰好使得三球均保持静止。则丙球应该带_电荷(“正”或“负”)。请你证明,此时有关系成立。
答案
(1)引 靠近
(2)正;证明见解析
(1)掌握电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,根据相互作用判断小球的运动情况;
(2)可以对其中甲乙小球进行受力分析,例如乙,受到甲的作用力和丙的作用力,这两个力的大小应该相等,而方向相反.根据题目中给出作用力的公式列出关系式便可求出.
(1)甲球带正电荷、乙球带负电荷,所以它们相互吸引而相互靠近;
(2)由题意知,甲受到乙的力向右,甲要静止,应受到丙向左的力,所以丙应带正电;
对甲进行分析:F乙甲=F丙甲∴k=k
∴
∴
①
F甲乙=F丙乙∴k=k
∴
,∴
②
将②代入①得:∴∴