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学习
两根粗糙、足够长的绝缘轻杆组成如图所示轨道MON,MO杆与水平方向夹角为。将质量为
,所带电荷量为
的光滑小球a套在MO杆上,将带负电的粗糙小球b套在ON杆上,当两球静止时距O点距离恰好相等,已知重力加速度
,小球大小忽略不计,则
(1)此时小球b所受摩擦力大小;
(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场,仍使小球a保持静止,求匀强电场的电场强度。
【答案】(1);(2)
,方向水平向右
【知识点】带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
【详解】(1)两球静止时距O点距离恰好相等,根据则为底角等于
的等腰三角形,设
间的库仑力为
;以
球为对象,沿斜杆方向根据受力平衡可得
以球为对象,水平方向根据受力平衡可得
联立解得小球b所受摩擦力大小为
(2)若撤掉小球b的同时在水平方向加入匀强电场,仍使小球a保持静止,以球为对象,沿斜杆方向根据受力平衡可得
解得强电场的电场强度大小为
方向水平向右。