题目内容
【题目】如图所示,在竖直平面内,AB⊥CD且A、B、C、D位于同一直径为d的圆上,ADB为一光滑绝缘弧面。在C点有一固定点电荷,电荷量为-Q。为使一质量为m、电荷量为-q的点电荷静止在A处,需对其施加一竖直向上的力F1,若使其静止在圆弧AD之间的某处E(图中未画出),需对其施加一竖直向上的力F2,则F1、F2的大小关系为
A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.不能确定
【答案】B
【解析】
电荷静止在AD之间的某处E时,受力分析如图,
设库仑力与竖直方向的夹角为θ,则FN与竖直方向的夹角为2θ,根据正交分解可得:
FCcos θ+mg=FNcos 2θ+F
FCsin θ=FNsin 2θ
联立解得
F=mg+
由A到D,θ减小,F减小。
A.F1=F2,与结论不相符,选项A错误;
B.F1>F2,与结论相符,选项B正确;
C.F1<F2,与结论不相符,选项C错误;
D.不能确定,与结论不相符,选项D错误;
故选B。
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