1.同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时,每个电荷受到的合力均为零,根据平衡方程可得,电荷间的关系为:"两同夹异"、"两大夹小"、"近小远大".
2.对于三个自由电荷的平衡问题,只需对其中两个电荷列平衡方程,不必对第三个电荷列平衡方程.
例2 如图2所示,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷,质量均为m,分别用绝缘细线悬挂于绝缘天花板上同一点,平衡时,B球偏离竖直方向θ角,A球竖直且与墙壁接触,此时A、B两球位于同一高度且相距L.求:
图2
(1)每个小球带的电荷量q;
(2)B球所受绳的拉力T;
(3)墙壁对A球的弹力N.
答案 (1)L (2) (3)mgtanθ
解析 (1)对B球受力分析如图所示:
B球受三个力且处于平衡状态,其中重力与库仑力的合力大小等于绳子拉力的大小,方向与绳子拉力方向相反,由图可知:F=mgtanθ=, ①
解得:q=L
(2)由B球的受力分析知,
T=. ②
(3)分析A球的受力情况知N=F=k ③
结合①得N=mgtanθ.
二、两等量点电荷周围的电场
(1)等量同号点电荷的电场(电场线分布如图3):
①两点电荷连线上,中点O处场强为零,向两侧场强逐渐增大.
②两点电荷连线中垂线上由中点O到无限远,场强先变大后变小.