• 如图所示,在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电的金属细圆环.一根长为L的绝缘丝线一端系在圆环的最高点,另一端系在一带电金属小球上,金属小球可视为点电荷.当圆环、小球都带有相同的电荷量Q时,发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态.已知静电力常量为k,则丝线对小球的拉力为( )试题及答案-单选题-云返教育

    • 试题详情

      如图所示,在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电的金属细圆环.一根长为L的绝缘丝线一端系在圆环的最高点,另一端系在一带电金属小球上,金属小球可视为点电荷.当圆环、小球都带有相同的电荷量Q时,发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态.已知静电力常量为k,则丝线对小球的拉力为(  )

      试题解答


      A
      解:由于圆环不能看作点电荷,我们取圆环上一部分△x,设总电量为Q,则该部分电量为
      △x
      2πR
      Q;
      由库仑定律可得,该部分对小球的库仑力F
      1=
      kQ2△x
      2πL2R
      ,方向沿该点与小球的连线指向小球;
      同理取以圆心对称的相同的一段,其库仑力与F
      1相同;如图所示,
      两力的合力应沿圆心与小球的连线向外,大小为:2
      kQ2△x
      2πL2R
      ×
      L2-R2
      L
      =
      kQ2△x
      πL3R
      L2-R2

      因圆环上各点对小球均有库仑力,故所有部分库仑力的合力为:F
      =
      kQ2
      L2-R2
      L3
      方向水平向右;
      小球受力分析如图所示,小球受重力、拉力及库仑力而处于平衡,故T与F的合力应与重力大小相等,方向相反;
      根据共点力平衡得,绳子拉力F=
      F
      sinθ
      ,又sinθ=
      L2-R2
      L

      解得:F=k
      Q2
      L2
      .故A正确,B、C、D错误.
      故选:A.

    向心力相关试题

    MBTS ©2010-2016 edu.why8.cn