Question

如圖所示，一條長為3L的絕緣絲線穿過兩個質量都是m的小金屬環A和B，將絲線的兩端共同系于天花板上的O點，使金屬環帶電后，便因排斥而使絲線構成一個等邊三角形，此時兩環恰處于同一水平線上，若不計環與線間的摩擦，則下列說法正確的是（　　）

• A．兩環電荷量一定相等
• B．兩環電荷量可能不等
• C．若兩環電量相等，則q=

  3 mgL2 3k

• D．若兩環電量相等，則q=

  3 mgL2 k

Answer 1

分析：對小環進行受力分析，以B為研究對象受力分析，小球受重力、絲線的張力F₁和庫侖力F，根據平衡條件和庫侖定律即可求解．

解答：解：A、小環可看成點電荷．受力分析如下圖所示，
以B為研究對象受力分析，小球受重力、絲線的張力F₁和庫侖力F．
根據平衡條件，豎直方向有：F₁cos30°=mg    ①，
水平方向有：F₁+F₁sin30°=F    ②，
其中F=

kqAqB

L2

   ③，
因為是光滑小環，因此兩個方向的絲線的張力相等，
以上三式聯立可得：F=

3

mg
q_B=

3 mgL2

kqA

所以兩環電荷量可能不等，故A錯誤，B正確．
C、若兩環電量相等，即q_B=q_A，則q=

3 mgL2 k

，故C錯誤，D正確，
故選BD．

點評：本題主要考查了庫侖定律得應用，要求同學們能正確選擇研究對象，對物體進行受力分析，難度適中．