如图所示,在定滑轮C正下方h=0.50m的A处固定一电量为Q=+3.0×10-5C的点电荷,电量为q=+1.0×10-6C的带电

2025-05-06 13:34:05
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回答1:

(1)两电荷间的库仑力:F=K

Qq
R2

代入数据得:F=9.0×109×
3×10?5×1×10?6
0.09
=3(N)
由h、R、l关系可知△ABC是直角三角形,θ=37°
G=
F
cosθ
得:G=5(N)


(2)缓慢拉动细线,小球可视为平衡状态 F=0
由受力分析及三角形相似可得:
G
h
F
R

F=K
Qq
R2
代入 得:R=
3
KQqh
G

其中K、Q、q、h、G均保持不变,所以R不会变化.
(3)缓慢拉动细线,由于R不会变化小球的电势能不变 
以A为零势能点,初始时小球的重力势能为Ep1=G(h-lcosθ)
小球刚到C点正下方时重力势能为 Ep2=GR
拉力做功为重力势能的增量:WF=Ep2-Ep1
代入数据解得:WF=0.6(J)                  
或:该过程电场力不做功                  
由动能定理:WF+WG=△EK
即:WF-G[lcosθ-(h-R)]=0
得:WF=0.6(J)                    
答:(1)两电荷间的库仑力的大小为3N,重力的大小为5N.
(2)证明如上所述.
(3)缓慢拉动细线直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功是0.6J.