组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 静电场 > 电荷间的相互作用 > 库仑力与力学综合类问题 > 带电小球的平衡问题
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:472 题号:6504829
在竖直平面内固定一半径为R=0.3m的金属细圆环,质量为的金属小球(视为质点)通过长为L=0.5m的绝缘细线悬挂在圆环的最高点.小球带电荷量为时,发现小球在垂直圆环平面的对称轴上某点A处于平衡状态,如图所示.已知静电力常量. 求:

(1)细线的拉力F的大小;
(2)小球所在处的电场强度E的大小?
(3)金属细圆环不能等效成点电荷来处理,试应用微元法推导圆环带电量Q表达式?(用字母R、L、k、E表示)

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【推荐1】如图所示,距小滑轮O正下方l处的B点用绝缘底座固定一带电荷量为+q的小球1,绝缘轻质弹性绳一端悬挂在定滑轮O正上方处的D点,另一端与质量为m的带电小球2连接,发现小球2恰好在A位置平衡,已知OA长为l,与竖直方向的夹角为60°。由于弹性绳的绝缘效果不是很好,小球2缓慢漏电,一段时间后,当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时,小球2恰好在AB连线上的C位置处平衡。已知静电力常量为k,重力加速度为g,弹性绳弹力满足胡克定律,求:
(1)小球2在C位置时所带电荷量;
(2)弹性绳原长。
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【推荐2】真空中点电荷A、B、C位于边长r=30cm的正三角形的三个顶点,其中A、B固定在水平光滑的绝缘地面上,如图所示。开始时C处于静止状态,现使C带上等量异种电荷,然后用绝缘棒将C先后与A、B接触后移除,最后移除A、B的固定装置并放一新点电荷D,使A、B、D均处于平衡状态。A、B、C的电荷量分别为QA=QB=1.7×10-6C,QC=3.5×10-6C。已知A、B、C三个点电荷均在同一竖直平面内,重力加速度大小g=10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,求:
(1)C的质量m(结果保留一位小数);
(2)D的电荷量QD及所放位置。

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【推荐3】如图,小球A用两根等长的绝缘细绳ab悬挂在水平天花板上,两绳之间的夹角为60°。A的质量为0.1kg,电荷量为C。A的正下方0.3m处固定有一带等量同种电荷的小球B。A、B均可视为点电荷,静电力常量,重力加速度。求:
(1)细绳a的拉力大小;
(2)剪断细绳a瞬间,细绳b的拉力大小。
2023-03-25更新 | 945次组卷
共计 平均难度:一般