Question

【题目】如图所示，有三根长度均为L＝0.3m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P、Q点，另一端分别拴有质量均为m＝0.12kg的带电小球A和B，其中A球带正电，电荷量为q＝3×10－6C。A、B之间用第三根线连接起来。在水平向左的匀强电场E作用下，A、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A、B间细线恰好伸直。（静电力恒量k＝9×109N·m2/ C2，取g="l0" m/s2）

（1）此匀强电场的电场强度E为多大；

（2）现将PA之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求此时细线QB所受的拉力T的大小，并求出A、B间细线与竖直方向的夹角；

（3）求A球的电势能与烧断前相比改变了多少（不计B球所带电荷对匀强电场的影响）。

Answer 1

【答案】（1）（2）2.4N ，37°（3）

【解析】（1）对B球进行受力分析，在水平方向受水平方向的电场力和A球施加的库仑力，由于球均处于平衡状态， B球水平方向合力为零，得：，；

（2）两球及细线最后位置如图所示：

对A、B球整体分析，受重力和线QB的拉力，由平衡条件得：

对A球进行受力分析：A球受重力，电场力，AB线的拉力，库仑力，由平衡条件得：重力和电场力的合力必须沿着线的方向，，，；

（3）A球克服电场力做功，，所以A球的电势能增加了。