Question

8．如圖所示，兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線下端懸掛一質(zhì)量為m，帶電量分別為+Q和-Q的小球A和B，處于場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)之中，使長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的連線AB剛好拉直而沒(méi)有拉力，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)．求E的大小滿(mǎn)足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)．

Answer 1

分析 由于A、B是對(duì)稱(chēng)的，不妨對(duì)A受力分析，A受重力、繩子的拉力、電場(chǎng)力、庫(kù)侖引力，運(yùn)用平衡條件可求得．

解答 解：對(duì)A作受力分析，由于連線AB剛好拉直而沒(méi)有拉力，設(shè)懸點(diǎn)與A之間的絲線的拉力為F，受力圖如所示．根據(jù)平衡條件得：
　　　Fsin60°=mg，
　　　QE=k$\frac{{Q}^{2}}{{L}^{2}}$+Fcos60°，
解得：E=$\frac{kQ}{{L}^{2}}$+$\frac{\sqrt{3}mg}{3Q}$
所以當(dāng)E≥$\frac{kQ}{{L}^{2}}$+$\frac{\sqrt{3}mg}{3Q}$時(shí)能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)．
答：當(dāng)E≥$\frac{kQ}{{L}^{2}}$+$\frac{\sqrt{3}mg}{3Q}$實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)．

點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)注意：①負(fù)電荷的受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反；②物體受多個(gè)共點(diǎn)力而處于平衡狀態(tài)時(shí)，則這幾個(gè)力的合力為零．