Question

15．在場強(qiáng)為 E，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，有兩個質(zhì)量均為 m 的帶電 小球，電量分別為+2q 和-q，兩小球用長為 l 的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣 細(xì)線系住帶正電的小球懸于 O 點，且處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g，則正電荷所受電場力為$\frac{2k{q}^{2}}{{l}^{2}}$+2qE，細(xì)線對懸點 O 的作用力等于2mg+qE．

Answer 1

分析 根據(jù)庫侖定律，及電場力公式，與矢量的合成法則，即可求解；
兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，根據(jù)平衡條件可求得細(xì)線的拉力．

解答 解：根據(jù)庫侖定律，則有：正電荷受到負(fù)電荷的庫侖力，F(xiàn)₁=$\frac{2k{q}^{2}}{{l}^{2}}$，
而正電荷受到勻強(qiáng)電場的電場力F₂=2qE；
因兩力方向相同，則正電荷所受電場力為F=$\frac{2k{q}^{2}}{{l}^{2}}$+2qE；
以整體為研究對象，受力分析可知受重力2mg，細(xì)繩的拉力T，有平衡條件得：
T=2mg
而庫侖力為內(nèi)力，
那么電場力F′=2qE-qE=qE；
得：T=2mg+qE．
因此細(xì)線對懸點 O 的作用力T′=2mg+qE
故答案為：$\frac{2k{q}^{2}}{{l}^{2}}$+2qE，2mg+qE．

點評 本題要靈活運動隔離法和整體法對物體進(jìn)行受力分析．運用整體法時，由于不分析兩球之間的相互作用力，比較簡便．