Question

3．如圖所示，把質量為0.2g的帶電小球A用絕緣絲線吊起，若將帶電荷量為4×10^-8 C的小球B靠近它，當兩小球在同一高度且相距3cm時，絲線與豎直方向夾角為45°．g取10m/s²，則：
（1）此時小球B受到的靜電力F的大小為多少？
（2）小球A帶何種電荷？
（3）小球A所帶電荷量大小是多少？

Answer 1

分析 （1）對小球A進行正確受力分析，小球受水平向左的庫侖力、重力、繩子的拉力，根據平衡條件列方程求解庫侖力大小；
（2）同時根據同種電荷相斥，異種電荷相吸，即可求解；
（3）再依據庫侖定律的公式，即可求解小球A電量．

解答 解：（1）小球A受水平向左的庫侖力、豎直向下的重力、繩子的拉力而平衡，根據平衡條件有：
F_庫=mgtanθ…①
將θ=45°代入解①得：F_庫=2×10^-3N，
根據牛頓第三定律可知，小球B受到的靜電力F的大小也是2×10^-3N；
（2）兩個電荷相互吸引，由于B帶正電，故A帶負電；
（3）庫侖力：F_庫=k$\frac{{q}_{A}{q}_{B}}{{r}^{2}}$…②
r=3cm=0.03m，
解得：q_A=5×10^-9 C．
小球A帶的電量是5×10^-9C．．
答：（1）此時小球B受到的庫侖力F是2×10^-3 N．
（2）小球A帶負電，
（3）小球A的電量是5×10^-9 C．

點評 本題結合物體平衡考查了庫侖定律的應用，屬于簡單基礎題目，解答的關鍵 是根據共點力的平衡正確求出電場力的大小．