题目内容

【题目】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:

(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?

【答案】(1)(2)3mg

【解析】试题分析:(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拉=2mg

三式联立解得: .

(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

由(1)知静电力F=mg

解上述三个方程得:F拉′=3mg

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