Question

如图所示，两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m，带电量分别为+q和-q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态，求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态．

Answer 1

分析：A、B是对称的，不妨对A受力分析，A受重力、绳子的拉力、电场力、库仑引力，运用平衡条件可求得．

解答：解：对A作受力分析．设悬点与A之间的丝线的拉力为F₁，AB之间连线的拉力为F₂，受力图如所示．根据平衡条件得：
F₁sin60°=mg，qE=k

q2

L2

+F₁cos60°+F₂，
由以上二式得E=k

q

L2

+

mg

q

cot60°+

F2

q

，
∵F₂≥0，∴当E≥k

q

L2

+

3

3

mg

q

时能实现上述平衡状态．
答：当E≥k

q

L2

+

3

3

mg

q

时能实现上述平衡状态．

点评：本题应注意①负电荷的受力方向与电场强度的方向相反；②物体受多个共点力而处于平衡状态时，则这几个力的合力为零．