题目内容
11.如图所示,A、B是质量相同的带等量同种电荷的小球,悬线长为L,B球固定?平衡时,A球受的拉力为F,A球在距B球x处,现其他条件不变,改变A的质量,使A球在距B球$\frac{x}{2}$处再平衡,则A球受到绳的拉力为( )A. | F | B. | 2F | C. | 4F | D. | 8F |
分析 分析小球的受力情况,作出力图,运用三角形相似法得到绳的拉力与库仑力的关系.当AB间距离变为原来的一半时,库仑力变为原来的4倍,即可得到绳的拉力为原来的多少倍.
解答 解:小球受到重力mg、库仑力F库和绳的拉力F,由平衡条件得知,mg、F库的合力与F大小相等、方向相反,作出mg、F库的合力如图,
由三角形相似得$\frac{{F}_{库}}{x}$=$\frac{F}{L}$ 得,
F=$\frac{{F}_{库}}{x}$L
根据库仑定律得知,当AB间距离x变化为$\frac{1}{2}$x时,库仑力F库变为原来的4倍,L不变,则得F变为原来的8倍,即得后来绳的拉力大小为8F,故D正确,ABC错误.
故选:D.
点评 本题相当于动态的平衡问题,根据平衡的条件,运用三角形相似法得到拉力的关系式分析即可得出结论.
练习册系列答案
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