Question

如图所示，在光滑绝缘水平面放置一带正电的长直细棒，其周围产生垂直于带电细棒的的辐射状电场，场强大小E与距细棒的垂直距离r成反比，即E=K/R（K为未知数，在带电长直细棒右侧，有一长为L的绝缘细线连接了两个质量均为m的带电小球A和B，小球A、B所带电荷量分别为+q和+4q，A球距直棒的距离也为L，两个球在外力F=2mg的作用下处于静止状态。不计两小球之间的静电力作用。

（1）求k的值；

（2）若撤去外力F，求在撤去外力瞬时A、B小球的加速度和A、B小球间绝缘细线的拉力；

Answer

（1） （2）g；

【解析】

试题分析：（1）对小球A、B及细线构成的整体，受力平衡，有：得：

（2）若撤去外力瞬时，A、B间细线拉力突然变为零，则：

对A球：；

得：，方向向右

对B球：；

得：，方向向右因为aA＜aB，所以在撤去外力瞬时A、B将以相同的加速度a一起向右运动，A、B间绝缘细线张紧，有拉力T．因此，对A、B整体，由牛顿第二定律，有：即：2mg=2ma

得a=g

对A：解得：

故撤去外力瞬时，A、B的加速度a=g；A、B小球间绝缘细线的拉力：

考点：牛顿第二定律；库仑定律

【名师点睛】考查牛顿第二定律的综合应用，掌握整体法与隔离法的方法，关键是分析物体的受力情况，理解矢量合成法则的内容，注意当加速度为零时，速度达到最大．