Question

 有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的O點，另一端分別拴有質量皆為m=1.00×10^-2Kg的帶電小球A和B，它們的電量分別為+q和-q，q=1.00×10^-7C. A、B之間用第三根線連接起來. 空間中存在大小為E=1.00×10⁶N/C的勻強電場，場強方向沿水平向右，平衡時A、B球的位置如圖所示. 現將O、B之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會達到新的平衡位置.（忽略電荷間相互作用力）

（1）在細線OB燒斷前，AB間細繩中的張力大小.

（2）當細繩OB燒斷后并重新達到平衡后細繩AB中張力大小？

（3）在重新達到平衡的過程中系統克服空氣阻力做了多少的功？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 

（1）如右圖            （有受力圖 1分）

豎直方向上     Tsin60°=mg            (1分)

                    T=0.115N              (1分)

A

水平方向上：  F=qE-Tcos60°=0.043N   (1分)

(2)平衡后的狀態如圖所示            

         F_AB==0.14N   （2分）  

（3）AB線與水平方向夾角θ  θ=45°             (1分)

   所以重力做功： W_G=mgL(1-sin60°+1+sin45°-sin60°)=0.0975J   (2分)

電場力做功：  W_E=qEL(-sin30°+sin45°-sin30°)=-0.0293J         (2分)

所以克服阻力的功：W_f= W_G + W_E=0.0682J                           (2分)