Question

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1-2-12所示.当在O点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°)，放开球让它摆动，问：

图1-2-12

(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?

Answer 1

解：(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_拉，

由受力平衡和库仑定律列式：F_拉=F+mg，F=k，F_拉=2mg

三式联立解得：q=.

(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°)=mv²

F_拉′-mg-F=m

由(1)知静电力F=mg

解上述三个方程得：F_拉′=3mg.