Question

如图所示，有三根长度均为L＝0.3m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P、Q点，另一端分别拴有质量均为m＝0.12kg的带电小球A和B，其中A球带正电，电荷量为q＝3×10^－6C。A、B之间用第三根线连接起来。在水平向左的匀强电场E作用下，A、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A、B间细线恰好伸直。（静电力恒量k＝9×10⁹N·m²/ C²，取g="l0" m/s²）  

（1）此匀强电场的电场强度E为多大；

（2）现将PA之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求此时细线QB所受的拉力T的大小，并求出A、B间细线与竖直方向的夹角； 

（3）求A球的电势能与烧断前相比改变了多少（不计B球所带电荷对匀强电场的影响）。

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）2.4N ，37°（3）

【解析】

试题分析：（1）B球水平方向合力为零，     

           

（2）两球及细线最后位置如图所示，

T＝2mg＝2×0.12×10N＝2.4N                   

∵，

∴，  

θ＝37°      

（3）A球克服电场力做功，

  

∴A球的电势能增加了        

考点：共点力作用下物体平衡

点评：（1）要知道“A、B间细线恰好伸直”的意思是绳子此时伸直但没有拉力；（2）会画出PA之间的线烧断后两球和绳子的位置状态和受力情况；（3）能算出A球相对原位置的水平位移。