问题 选择题

如图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B的电量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°.则

q2
q1
为(  )

A.2

B.3

C.2

3

D.3

3

答案

A球电量不变,设为q0.两种情况下A球均受三个力作用下平衡.

库仑力F=k

q0q
r2

A球质量设为m,对A球应用共点力平衡条件得 F=k

q0q
r2
=mgtanθ,

两球之间的距离 r=Lsinθ,

其中L为线长,r为两球球心之间的距离.

由以上两式得到 q=

mgL2
kq0
tanθsin2θ

所以

q2
q1
=
tan45°sin245°
tan30°sin230°
=
(
1
2
)
2
1
3
(
1
2
)
2
=2
3

故选C.

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