Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面放置一帶正電的長直細棒，其周圍產生垂直于帶電細棒的輻射狀電場，場強大小E與距細棒的垂直距離r成反比，即，k為未知常量。在帶電長直細棒右側，有一長為的絕緣細線連接了兩個質量均為m的帶電小球A和B，小球A、B所帶電荷量分別為+2q和+5q，A球距直棒的距離也為，兩個球在外力F=2mg的作用下處于靜止狀態。不計兩小球之間的靜電力作用。

（1）求k的表達式；

（2）若撤去外力F，求撤去外力瞬間A、B小球間絕緣細線上的拉力T；

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

試題分析：（1）小球A、B及細線構成的整體受力平衡，有

得

（2）若撤去外力瞬時， A、B間細線拉力突然變為零，則

對A球：

得，方向向右

對B球：

得，方向向右

因為aA<aB，所以在撤去外力瞬時A、B將以相同的加速度a一起向右運動，A、B間絕緣細線張緊，有拉力T ，因此，對A、B整體，由牛頓第二定律，有

由第（1）問可知：

對A：

解得