长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示,当在O点另外固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重力mg的两倍,现将球拉至图
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长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示,当在O点另外固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重力mg的两倍,现将球拉至图
题型:同步题
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长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示,当在O点另外固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重力mg的两倍,现将球拉至图中B处(θ=60°),放开球让它摆动,问:
(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少?
(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少?
答案
解:(1)球静止在A处经受力分析知受三个力作用:重力mg、静电力F和细线拉力F
拉
,由受力平衡和库仑定律列式:
F
拉
=F+mg
F
拉
=2mg
三式联立解得:
(2)摆回的过程只有重力做功,所以机械能守恒,规定最低点重力势能等于零,列如下方程:
F
拉
"-mg-F=
由(1)知静电力F=mg
解上述三个方程得:F
拉
"=3mg
举一反三
如图所示,用两根轻质细绝缘线把两个带电小球悬挂起来,a球带电+q,b球带电-q,且两球间的库仑力小于b球的重力,即两根线都处于竖直绷紧状态,现突然加一水平向左的匀强电场,待平衡时,表示平衡状态的是如图所示的哪一个
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:同步题
难度:
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如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k
0
的轻质弹簧绝缘连接,当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l。已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:同步题
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如图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ。若两次实验中B的电荷量分别为q
1
和q
2
,θ分别为30°和45°,则q
2
/q
1
为
[ ]
A.2
B.3
C.
D.
题型:同步题
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如图所示,两根细绳拴着两个质量相等的小球A、B,上、下两根细绳中的拉力分别为F
A
、F
B
,现在使A、B带同种电荷,此时,上、下细绳受力分别为F
A
"、F
B
",则
[ ]
A.F
A
"=F
A
,F
B
">F
B
B.F
A
"=F
A
,F
B
"<F
B
C.F
A
"<F
A
,F
B
">F
B
D.F
A
">F
A
,F
B
"<F
B
题型:同步题
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如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:
(1)若导轨光滑,电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使杆静止在导轨上,电池的电动势应为多大?
题型:同步题
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