Question

如圖所示，兩個(gè)帶等量同種電荷的圓環(huán)穿于水平放置的絕緣光滑圓桿上，兩環(huán)通過(guò)兩根長(zhǎng)度均為0.5m的絕緣細(xì)線與m=6.0kg的重物相連，整個(gè)系統(tǒng)平衡時(shí)兩環(huán)間距為0.6m，如圖所示．若不計(jì)圓環(huán)所受到的重力，求：
（1）每根細(xì)線的拉力大��；
（2）每個(gè)圓環(huán)的帶電量q．（k=9.0×10⁹Nm²/C²、g=10m/s²）

Answer 1

（1）設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為α，則sinα=

0.3

0.5

=0.6，則得cosα=0.8
以重物為研究對(duì)象，分析受力如圖1所示，由平衡條件得：2Tcosα=mg
得 T=

mg

2cosα

=

60

2×0.8

N=37.5N
（2）以左小環(huán)為研究對(duì)象，分析受力如圖2所示，根據(jù)平衡條件得：庫(kù)侖力F=Tsinα=22.5N
再由庫(kù)侖定律得：F=k

q2

r2

則得 q=r

F k

=0.6×

22.5 9×109

C=3×10^-5C
答：
（1）每根細(xì)線的拉力大小是37.5N；
（2）每個(gè)圓環(huán)的帶電量q是3×10^-5C．