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精英家教网如图所示,将带正电的中心穿孔小球A套在倾角为θ的固定光滑绝缘杆上某处,在小球A的正下方固定着另外一只带电小球B,此时小球A恰好静止,且与绝缘杆无挤压.若A的电荷量为q,质量为m;A与B的距离为h;重力加速度为g,静电力常量为k;A与B均可视为质点.
(1)试确定小球B的带电性质;
(2)求小球B的电荷量;
(3)若由于某种原因,小球B在某时刻突然不带电,求小球A下滑到与小球B在同一水平线的杆上某处时,重力对小球做功的功率.
分析:(1)由题意A静止且与杆无摩擦,说明A只受重力和库仑力,故AB之相互排斥,A的受力才能平衡,可知B的电性
(2)由库仑定律可得AB间的库仑力,在对A列平衡方程可得B的电量
(3)B不带电后A只受重力,故由机械能守恒,可得A的速度,进而得到重力功率
解答:解:(1)根据题意:小球A受到B的库仑力必与A受到的重力平衡,即A、B之间相互排斥,所以B带正电  
(2)由库仑定律,B对A的库仑力为:F=k
qqB
h2

由平衡条件有:mg=F 
解得qB=
mgh
kq
    
(3)B不带电后,小球A受到重力、支持力作用沿杆向下做匀加速直线运动,设到达题中所述位置时速度为v
由机械能守恒定律:mgh=
1
2
mv2

解得:v=
2gh

所以重力的瞬时功率为:P=mgvsinθ=mgsinθ
2gh

答:
(1)小球B带正电
(2)小球B的电荷量为
mgh
kq

(3)若由于某种原因,小球B在某时刻突然不带电,小球A下滑到与小球B在同一水平线的杆上某处时,重力对小球做功的功率为P=mgsinθ
2gh
.
点评:本题主要考察电荷间的相互作用,要能由库仑力判定电性,其次要会求力的瞬时功率.
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