如图所示,两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m,带电量分别为+q和-q的小球A和B,处于场强为E,方向水平向左的匀强电场之中,使长度也为L的连线AB拉紧,并使小球处于静止状态,求E的大小

问题描述:

如图所示,两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m,带电量分别为+q和-q的小球A和B,处于场强为E,方向水平向左的匀强电场之中,使长度也为L的连线AB拉紧,并使小球处于静止状态,求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态.

对A作受力分析.设悬点与A之间的丝线的拉力为F1,AB之间连线的拉力为F2,受力图如所示.根据平衡条件得:
F1sin60°=mg,qE=k

q2
L2
+F1cos60°+F2
由以上二式得E=k
q 
L2
+
mg
q
cot60°+
F2
q

∵F2≥0,∴当E≥k
q 
L2
+
3
3
mg
q
时能实现上述平衡状态.
答:当E≥k
q 
L2
+
3
3
mg
q
时能实现上述平衡状态.