题目内容

19.如图①所示,用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m的小球,两个小球带等量同种电荷,三根绳子处于拉伸状态,它们构成一个正三角形.此装置悬挂在O点,开始时装置自然下垂.现用绝缘物体对小球B施加一个水平力F,使装置静止在图②所示的位置,此时OA竖直,设在图①所示的状态下OB对小球B的作用力大小为T,在图②状态下OB对小球B的作用力大小为T′,下列判断正确的是(  )
A.T′<TB.T′>T
C.T′=TD.条件不足,无法确定

分析 ①图中,对B球受力分析,受重力、OB绳子拉力T、AB间的库仑力,根据平衡条件求解出T;
②图中,先对小球A受力分析,受重力、AO绳子的拉力,AB间库仑力,及绳子的弹力,否则不平衡;
再对B球受力分析,受拉力、重力和OB绳子的拉力,及库仑力,四力平衡,根据平衡条件求解OB绳子的拉力T′.

解答 解:①图中,对B球受力分析,受重力、OB绳子拉力T、AB杆的支持力,如图所示:

根据平衡条件,有:T=$\frac{mg}{cos30°}$=$\frac{2\sqrt{3}}{3}mg$
②图中,先对小球A受力分析,受重力、AO绳子的拉力,杆对其无弹力,否则不平衡;
再对B球受力分析,受拉力、重力和OB绳子的拉力,如图所示;
根据平衡条件,有:
T′=2mg;
故T′>T;
故选:B

点评 本题要分别对两个小球受力分析,然后根据平衡条件列式求解,关键点在于乙图中杆没有弹力

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