Question

一條長為3l的絲線穿著兩個質(zhì)量均為m的金屬環(huán)A和B，將線的兩端都系于同一點O，當金屬環(huán)帶電后，由于靜電斥力使絲線構(gòu)成一等邊三角形，此時兩環(huán)處于同一水平面上，如不計環(huán)與絲線的摩擦，兩環(huán)各帶多少電量？

Answer 1

分析：對小環(huán)進行受力分析，以B為研究對象受力分析，小球受重力、絲線的張力F₁和庫侖力F，根據(jù)平衡條件和庫侖定律即可求解．

解答：解：因為兩個小環(huán)完全相同，它們的帶電情況相同，設(shè)每環(huán)帶電為Q，小環(huán)可看成點電荷．受力分析如下圖所示，
以B為研究對象受力分析，小球受重力、絲線的張力F₁和庫侖力F．
根據(jù)平衡條件，豎直方向有：F₁cos30°=mg    ①，
水平方向有；F₁+F₁sin30°=F    ②，
其中F=

kQ2

l2

   ③，
因為是光滑小環(huán)，因此兩個方向的絲線的張力相等，
以上三式聯(lián)立可得：
Q=

3 mgl2 k

答：兩環(huán)帶電量為

3 mgl2 k

．

點評：本題主要考查了庫侖定律得應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確選擇研究對象，對物體進行受力分析，難度適中．