Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面放置一帶正電的長(zhǎng)直細(xì)棒，其周圍產(chǎn)生垂直于帶電細(xì)棒的的輻射狀電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E與距細(xì)棒的垂直距離r成反比，即E=K/R（K為未知數(shù)，在帶電長(zhǎng)直細(xì)棒右側(cè)，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線連接了兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，小球A、B所帶電荷量分別為+q和+4q，A球距直棒的距離也為L(zhǎng)，兩個(gè)球在外力F=2mg的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)兩小球之間的靜電力作用。

（1）求k的值；

（2）若撤去外力F，求在撤去外力瞬時(shí)A、B小球的加速度和A、B小球間絕緣細(xì)線的拉力；

Answer 1

【答案】（1） （2）g；

【解析】

試題分析：（1）對(duì)小球A、B及細(xì)線構(gòu)成的整體，受力平衡，有：得：

（2）若撤去外力瞬時(shí)，A、B間細(xì)線拉力突然變?yōu)榱悖瑒t：

對(duì)A球：；

得：，方向向右

對(duì)B球：；

得：，方向向右因?yàn)閍A＜aB，所以在撤去外力瞬時(shí)A、B將以相同的加速度a一起向右運(yùn)動(dòng)，A、B間絕緣細(xì)線張緊，有拉力T．因此，對(duì)A、B整體，由牛頓第二定律，有：即：2mg=2ma

得a=g

對(duì)A：解得：

故撤去外力瞬時(shí)，A、B的加速度a=g；A、B小球間絕緣細(xì)線的拉力：