Question

【題目】如圖所示，有三根長度均為L＝0.3m的不可伸長的絕緣細線，其中兩根的一端分別固定在天花板上的P、Q點，另一端分別拴有質量均為m＝0.12kg的帶電小球A和B，其中A球帶正電，電荷量為q＝3×10－6C。A、B之間用第三根線連接起來。在水平向左的勻強電場E作用下，A、B保持靜止，懸線仍處于豎直方向，且A、B間細線恰好伸直。（靜電力恒量k＝9×109N·m2/ C2，取g="l0" m/s2）

（1）此勻強電場的電場強度E為多大；

（2）現(xiàn)將PA之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會達到新的平衡位置。求此時細線QB所受的拉力T的大小，并求出A、B間細線與豎直方向的夾角；

（3）求A球的電勢能與燒斷前相比改變了多少（不計B球所帶電荷對勻強電場的影響）。

Answer 1

【答案】（1）（2）2.4N ，37°（3）

【解析】（1）對B球進行受力分析，在水平方向受水平方向的電場力和A球施加的庫侖力，由于球均處于平衡狀態(tài)， B球水平方向合力為零，得：，；

（2）兩球及細線最后位置如圖所示：

對A、B球整體分析，受重力和線QB的拉力，由平衡條件得：

對A球進行受力分析：A球受重力，電場力，AB線的拉力，庫侖力，由平衡條件得：重力和電場力的合力必須沿著線的方向，，，；

（3）A球克服電場力做功，，所以A球的電勢能增加了。