(2010•崇明县二模)有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别

(2010•崇明县二模)有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-2Kg的带电小球A和B,它们的电量分别为+q和-q,q=1.00×10-7C.A、B之间用第三根线连接起来.空间中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、B球的位置如图所示.现将O、B之间的线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置.(忽略电荷间相互作用力)
(1)在细线OB烧断前,AB间细绳中的张力大小.
(2)当细绳OB烧断后并重新达到平衡后细绳AB中张力大小?
(3)在重新达到平衡的过程中系统克服空气阻力做了多少的功?
betty29 1年前 已收到1个回答 举报

zhaodawei8979 春芽

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解题思路:(1)在细线OB烧断前,对A球受力分析,画出图象,根据平衡条件列式即可求解;
(2)画出平衡后的状态图,根据力的合成原则即可求解;
(3)分别求出电场力和重力所做的功,根据能量守恒即可求解克服阻力做的功.

(1)在细线OB烧断前,受力分析如图所示:
竖直方向上有:Tsin60°=mg
T=0.115N
水平方向上:F=qE-Tcos60°=0.043N
(2)平衡后的状态如图所示
FAB=
(qE)2+(mg)2=0.14N
(3)AB线与水平方向夹角θ,


则tanθ=
mg
qE=1
所以 θ=45°
所以重力做功:WG=mgL(1-sin60°+1+sin45°-sin60°)=0.0975J
电场力做功:WE=qEL(-sin30°+sin45°-sin30°)=-0.0293J
所以克服阻力的功:Wf=WG+WE=0.0682J
答:(1)在细线OB烧断前,AB间细绳中的张力大小为0.043N.
(2)当细绳OB烧断后并重新达到平衡后细绳AB中张力大小为0.14N;
(3)在重新达到平衡的过程中系统克服空气阻力做的功为0.0682J

点评:
本题考点: 库仑定律;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用.

考点点评: 本题也可以先对两个电荷整体受力分析并运用平衡条件列式,然后再对电荷B分析后列平衡条件.

1年前

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