Question

如圖，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電量不變的小球甲。在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球乙。當乙到達懸點O的正下方并與甲在同一水平線上，甲處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為θ，若兩次實驗中乙的電量分別為q₁和q₂, θ分別為30°和45°。求：q₂ / q₁ 的值 ( 要求在右圖中對甲進行受力分析 )。

 

Answer 1

解析:設甲球帶電量為Q ，甲球受重力、靜電斥力和線的拉力作用，它的受力分析如右所示圖。

設線長為l , 甲乙兩球相距為r ,而由圖中幾何關系可知：

r= l sin θ       ①

由題意，甲球處于平衡狀態，甲球受靜電

斥力：

F= mg tan θ     ②

又由庫侖定律有：

F=            ③

經①②③整理得：

進一步整理得：

由于兩次實驗中乙的電量分別為q₁和q₂,使得懸線偏離豎直方向的角度為θ分別為θ₁=30°和θ₂=45°，其余量相同，所以有