解题思路:有可能3个小球带同种电荷,互相排斥,所以弹簧处于伸长状态,也可能两端同种电荷中间异种电荷,弹簧处于压缩状态,分别对小球受力分析,根据平衡的条件列出方程可以求得弹簧的原长.
根据题意弹簧可能伸长了,也可能缩短了,即可能三球都带同种电荷,也可能两端同种电荷中间异种电荷,即“两同夹一异”.
当三球为同种电荷时,对第最外侧的小球受力分析,该小球受三个力的作用,
它们的关系是 Kx=k
Q2
L2+k
Q2
(2L)2,
解得x=
5kQ2
4KL2;
所以弹簧的原长为L0=L−x=L−
5kQ2
4KL2.
当两端同种电荷中间异种电荷时,对第最外侧的小球受力分析,该小球受三个力的作用,
它们的关系是 Kx′=k
Q2
L2−k
Q2
(2L)2
解得x′=
3kQ2
4KL2
所以弹簧的原长为L0′=L+x=L+
3kQ2
4KL2.
即每根弹簧的原长可能是L+
3kQ2
4KL2,也可能是L−
5kQ2
4KL2,故A正确、BCD错误
故选:A.
点评:
本题考点: 库仑定律;胡克定律.
考点点评: 对小球进行正确的受力分析是解决本题的关键,分析清楚小球受到的各个力的作用,由平衡条件列方程可以求得弹簧的长度.