Question

如圖所示，有三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)＝0.3m的不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線(xiàn)，其中兩根的一端分別固定在天花板上的P、Q點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量均為m＝0.12kg的帶電小球A和B，其中A球帶正電，電荷量為q＝3×10^－6C。A、B之間用第三根線(xiàn)連接起來(lái)。在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E作用下，A、B保持靜止，懸線(xiàn)仍處于豎直方向，且A、B間細(xì)線(xiàn)恰好伸直。（靜電力恒量k＝9×10⁹N·m²/ C²，取g="l0" m/s²）  

（1）此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大；
（2）現(xiàn)將PA之間的線(xiàn)燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位置。求此時(shí)細(xì)線(xiàn)QB所受的拉力T的大小，并求出A、B間細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角； 
（3）求A球的電勢(shì)能與燒斷前相比改變了多少（不計(jì)B球所帶電荷對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響）。

Answer 1

（1）（2）2.4N ，37°（3）

試題分析：（1）B球水平方向合力為零，     
           
（2）兩球及細(xì)線(xiàn)最后位置如圖所示，

T＝2mg＝2×0.12×10N＝2.4N                   
∵，
∴，  
θ＝37°      
（3）A球克服電場(chǎng)力做功，
  
∴A球的電勢(shì)能增加了        
點(diǎn)評(píng)：（1）要知道“A、B間細(xì)線(xiàn)恰好伸直”的意思是繩子此時(shí)伸直但沒(méi)有拉力；（2）會(huì)畫(huà)出PA之間的線(xiàn)燒斷后兩球和繩子的位置狀態(tài)和受力情況；（3）能算出A球相對(duì)原位置的水平位移。