题目内容
【题目】在竖直平面内固定一半径为R=0.3m的金属细圆环，质量为
的金属小球(视为质点)通过长为L=0.5m的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．小球带电荷量为
时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上某点A处于平衡状态，如图所示．已知静电力常量
. 求：
（1）细线的拉力F的大小；
（2）小球所在处的电场强度E的大小？
（3）金属细圆环不能等效成点电荷来处理，试应用微元法推导圆环带电量Q表达式？（用字母R、L、k、E表示）
【答案】(1) 
(2) 
(3) 
或
【解析】由几何关系：
，
,
①
（1）对小球受力分析可知：
②
由①②得：
③
（2）由平衡条件可得：
④
由①④得：
⑤
（3）由微元法，无限划分，设每一极小段圆环带电量为
则：
⑥
其中：
由①⑥得：
或 ⑦
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