Question

如下圖所示，在O點(diǎn)用兩根絕緣細(xì)線，懸掛著兩個等質(zhì)量的、帶有等量異號電荷的小球A和B(已知小球質(zhì)量為m、電量為q，細(xì)線長為l)．AB之間系有一等長細(xì)線．現(xiàn)沿水平方向加一勻強(qiáng)電場，可使AB間細(xì)線呈拉直狀態(tài)．試求：

(1)場強(qiáng)E的大��？

(2)若把細(xì)繩OB剪斷，則當(dāng)它們再次平衡時，應(yīng)呈現(xiàn)下圖中哪個狀態(tài)？

[　　]

A．　　 B.    C. 　　 D．

Answer 1

答案：(2)A
解析：

解題過程 (1)設(shè)繩子OA的張力為A，繩子AB的張力為．取小球A為研究對象應(yīng)用平衡條件可得下圖． 　　 　　豎直方向 　　綜合上式可得 　　 　　繩子AB處于拉伸狀態(tài)，即應(yīng)大于或等于零．即 　　 　　 　　(2)由(1)的分析可知場強(qiáng)方向是向左的．從小球B受力情況可知，小球B靜止時是不可能在小球A的左方的．我們假定是下圖狀態(tài)，再對小球A和B分別進(jìn)行受力分析．依平衡條件，研究小球B可得 =mg， (1) (2) 　　為AB繩的拉力與兩小球間庫侖引力之和，對小球A應(yīng)有 (3) 　　將(2)代入(3)中可得 =0． 　　故正確選擇應(yīng)為A． 　　思路點(diǎn)撥 本題屬于力學(xué)和電學(xué)的綜合應(yīng)用，正確全面地受力分析是求解關(guān)鍵．特別要注意點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場中電場力和點(diǎn)電荷之間的庫侖力．問題(2)初看無從下手，對此我們可以采用逆向思維的方法假設(shè)其為某一狀態(tài)，通過受力分析以判定其正誤． 　　小結(jié) 本題是勻強(qiáng)電場中的典型的靜力學(xué)問題，受力分析仍是問題關(guān)鍵．解題中要注意方法．第(2)問的分析還可首先采用整體法，先取A和B為一研究系統(tǒng)．由兩小球所受電場力(水平方向)大小相等，方向相反，由=0可判定懸線OA必處于豎直狀態(tài)(沒有水平分力)．再取B球?yàn)檠芯繉ο�，使用隔離體法求出．同樣可得出正確結(jié)果．