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如图所示(a),一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?某同学在解答这道题时的过程如下:
设电量为q,小环受到三个力的作用,拉力T、重力mg和库仑力F,受力分析如图b,由受力平衡知识得,k
q2
L2
=mgtan30°,q=
3
mgL2
3k

你认为他的解答是否正确?如果不正确,请给出你的解答.
他的解答中没有考虑两丝线上的张力相等,故解答是错误的.
小环是穿在丝线上,作用于小环上的两个拉力大小相等,方向不同.小环受四个力,如图所示.
竖直方向:Tsin60°=mg
水平方向:Tcos60°+T=k
q2
L2

联立得:q=
3
mgL2
k

答:小球的带电量为
3
mgL2
k

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,可视为点电荷的小物块A和小球B分别带负电和正电,B固定,其正下方的小物块A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为(  )
A.2个B.3个C.4个D.5个

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板,截面为
1
4
圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态.如图所示.现在从球心O1处对甲放加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向极其缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力为F1,甲对斜面的压力为F2,则在此过程中(  )
A.F1缓慢增大,F2缓慢增大
B.F1缓慢增大,F2缓慢减小
C.F1缓慢减小,F2缓慢增大
D.F1缓慢减小,F2不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,用三根轻绳AB、BC、CD连接两个小球,两球质量均为m,A、D两端固定,系统在竖直平面内静止,AB和CD与竖直方向的夹角分别是30°和60°.则(  )
A.AB拉力是
3
mg
B.BC拉力是mg
C.CD拉力是mg
D.BC与水平方向夹角是60°

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用M、N两个测力计通过细绳挂着一重物处于静止,此时α+β=90°,然后保持M的读数不变,当α的值由图示逐渐减小时,且使重物仍保持静止,可采用的方法是(  )
A.增大N的读数,减小β角B.减小N的读数,减小β角
C.减小N的读数,增大β角D.增大N的读数,增大β角

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

质量均为m的A、B两光滑小球,用两根长度均为L的轻绳悬挂,两球间夹一倔强系数为k的轻弹簧,平衡后两线夹角为60°(如图所示),则弹簧被压缩的长度是(  )
A.
3
k
mg
B.
3
2k
mg
C.
3
3k
mg
D.
2
3
3k
mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,质量为50kg的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引质量为20kg的物体,当绳与水平面成60°角时,物体处于静止状态.不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

质量为m的匀质木杆,上端可绕固定水平光滑轴O转动,下端搁在木板上,木板置于光滑水平面上,棒与竖直线成45°角,棒与木板间的摩擦系数为
1
2
,为使木板向右作匀速运动,水平拉力F等于(  )
A.
1
6
mg
B.
1
4
mg
C.
1
2
mg
D.
1
3
mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

光滑的平行导轨(图中粗线)与电源连接后,倾斜放置,导轨上放一个质量为m的金属导体棒.通电后,导体棒电流垂直纸面向外,在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是(  )
A.B.C.D.

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