Question

【題目】長為L的絕緣細(xì)線下系一帶正電的小球，其帶電荷量為Q，懸于O點(diǎn)，如圖所示．當(dāng)在O點(diǎn)另外固定一個(gè)正電荷時(shí)，如果球靜止在A處，則細(xì)線拉力是重力mg的兩倍．現(xiàn)將球拉至圖中B處（θ=60°），放開球讓它擺動(dòng)，問：

（1）固定在O處的正電荷的帶電荷量為多少?

（2）擺球回到A處時(shí)懸線拉力為多少?

Answer 1

【答案】（1）（2）3mg

【解析】試題分析：（1）球靜止在A處經(jīng)受力分析知受三個(gè)力作用：重力mg、靜電力F和細(xì)線拉力F拉，由受力平衡和庫侖定律列式：F拉=F+mg， ，

F拉=2mg

三式聯(lián)立解得： ．

（2）擺回的過程只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，規(guī)定最低點(diǎn)重力勢能等于零，列如下方程：

mgL（1-cos60°）=mv2

由（1）知靜電力F=mg

解上述三個(gè)方程得：F拉′=3mg