题目内容
6.在场强大小为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球A和B,电荷量分别为+2q和-q,两小球间用长为l的绝缘细线连接,并用绝缘细线悬挂在O点,如图所示.问平衡时,(1)细线对带电小球B的作用力多大?
(2)细线对带点小球A的作用力多大?
分析 (1)以B球为研究对象,分析受力,根据平衡条件可求得细线的拉力.
(2)以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,根据平衡条件可求得细线的拉力.
解答 解:(1)以B球为研究对象,受力分析如图:重力mg、电场力qE、A对B的库仑力F、细线对B的拉力TB,由平衡条件得:
qE+F+Tb=mg
而库仑力F=k$\frac{2{q}^{2}}{{l}^{2}}$
故细线对小球B的作用力大小为Tb=mg-qE-k$\frac{2{q}^{2}}{{l}^{2}}$.
(2)以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力如图:重力2mg、电场力(2qE-qE)=qE,方向竖直向下,细线的拉力TA,由平衡条件得:
TA=2mg+qE
根据牛顿第三定律,细线a对悬点O的作用力大小为也为2mg+qE.
答:(1)细线对带电小球B的作用力mg-qE-k$\frac{2{q}^{2}}{{l}^{2}}$;
(2)细线对带点小球A的作用力2mg+qE.
点评 本题要灵活运动隔离法和整体法对物体进行受力分析.运用整体法时,由于不分析两球之间的相互作用力,比较简便.
练习册系列答案
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A. | A球的质量较大 | |
B. | B球的质量较大 | |
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B. | 长木板受到的摩擦力大小为μ2(m1+m2)g | |
C. | 若改变F的大小,当F>μ1(m1+m2)g时,长木板一定不运动 | |
D. | 若将F作用于长木板,长木板与木块有可能会相对滑动 |