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点处固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°)放

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 库仑定律/2022-11-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

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点处固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重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?
魔方格

◎ 答案

(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,由受力平衡和库仑定律列式:
F=F+mg,
F=
kQq
L2

F=2mg
三式联立解得:
q=
mgL2
kQ

(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:
mgL(1-cos60°)=
1
2
mv2
F′-mg-F=m
v2
L

由(1)知静电力F=mg
解上述三个方程得:F′=3mg.
答:(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为
mgL2
kQ

(2)摆球回到A处时悬线拉力为3mg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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点处固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°)放…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】,【库仑定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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