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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-2Kg的带电小球A和B，它们的电量分别为+q和-q，q=1.00×10-7C．A、B之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示．现将O、B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．（忽略电荷间相互作用力）
    （1）在细线OB烧断前，AB间细绳中的张力大小．
    （2）当细绳OB烧断后并重新达到平衡后细绳AB中张力大小？
    （3）在重新达到平衡的过程中系统克服空气阻力做了多少的功？
    分析：（1）在细线OB烧断前，对A球受力分析，画出图象，根据平衡条件列式即可求解；
    （2）画出平衡后的状态图，根据力的合成原则即可求解；
    （3）分别求出电场力和重力所做的功，根据能量守恒即可求解克服阻力做的功．
    解答：解：精英家教网（1）在细线OB烧断前，受力分析如图所示：
    竖直方向上有：Tsin60°=mg            
    T=0.115N              
    水平方向上：F=qE-Tcos60°=0.043N    
    （2）平衡后的状态如图所示             
    FAB=
    		(qE)2+(mg)2
    =0.14N    
    （3）AB线与水平方向夹角θ，
    精英家教网则tanθ=
    mg
    qE
    =1
    所以 θ=45°
    所以重力做功：WG=mgL（1-sin60°+1+sin45°-sin60°）=0.0975J    
    电场力做功：WE=qEL（-sin30°+sin45°-sin30°）=-0.0293J          
    所以克服阻力的功：Wf=WG+WE=0.0682J                           
    答：（1）在细线OB烧断前，AB间细绳中的张力大小为0.043N．
    （2）当细绳OB烧断后并重新达到平衡后细绳AB中张力大小为0.14N；    
    （3）在重新达到平衡的过程中系统克服空气阻力做的功为0.0682J
    点评：本题也可以先对两个电荷整体受力分析并运用平衡条件列式，然后再对电荷B分析后列平衡条件．
    练习册系列答案
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    精英家教网有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和+q，q=1.00×10-7C．A、B之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示．现将O、B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再次静止．（不计两带电小球间相互作用的静电力，g=10m/s2，结果保留三位有效数字）
    （1）细线烧断前AB间细线的拉力；
    （2）从烧断细线到重新平衡过程中两球克服阻力做功之和．

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