如图所示,带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑

如图所示,带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为d。若杆上套一带电小环C,带电体A、B和C均可视为点电荷。

(1)求小环C的平衡位置。

(2)若小环C带电量为q,将小环拉离平衡位置一小位移x(∣x∣<<d)后静止释放,试判断小环C能否回到平衡位置。(回答“能”或“不能”即可)

(3)若小环C带电量为-q,将小环拉离平衡位置一小位移x(∣x∣<<d)后静止释放,试证明小环C将作简谐运动。

(提示:当<<1时,则

答案

见解析


解析:

设C在AB的连线的延长线上距离B为处达到平衡,带电量为,根据库仑定律有

平衡条件   

解得

(2)不能,因为此时AB给C的作用力都发生了变化,并且变化大小不同,合力不再为零。

(3)环C带电,平衡位置不变,拉离平衡位置一小位移后,C受力为

利用近似关系化简得,所以小环做简谐运动。

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