(1)两电荷间的库仑力:F库=K
Qq R2
代入数据得:F库=9.0×109×
=3(N)3×10?5×1×10?6
0.09
由h、R、l关系可知△ABC是直角三角形,θ=37°
G=
得:G=5(N)F库 cosθ
(2)缓慢拉动细线,小球可视为平衡状态 F合=0
由受力分析及三角形相似可得:
=G h
F库 R
将F库=K
代入 得:R=Qq R2
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.