Question

【题目】如图所示，在光滑绝缘水平面放置一带正电的长直细棒，其周围产生垂直于带电细棒的辐射状电场，场强大小E与距细棒的垂直距离r成反比，即，k为未知常量。在带电长直细棒右侧，有一长为的绝缘细线连接了两个质量均为m的带电小球A和B，小球A、B所带电荷量分别为+2q和+5q，A球距直棒的距离也为，两个球在外力F=2mg的作用下处于静止状态。不计两小球之间的静电力作用。

（1）求k的表达式；

（2）若撤去外力F，求撤去外力瞬间A、B小球间绝缘细线上的拉力T；

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

试题分析：（1）小球A、B及细线构成的整体受力平衡，有

得

（2）若撤去外力瞬时， A、B间细线拉力突然变为零，则

对A球：

得，方向向右

对B球：

得，方向向右

因为aA<aB，所以在撤去外力瞬时A、B将以相同的加速度a一起向右运动，A、B间绝缘细线张紧，有拉力T ，因此，对A、B整体，由牛顿第二定律，有

由第（1）问可知：

对A：

解得