Question

在竖直平面内固定一半径为R的金属细圆环，质量为m的金属小球（视为质点）通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的

在竖直平面内固定一半径为R的金属细圆环，质量为m的金属小球（视为质点）通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当圆环、小球都带有相同的电荷量Q（未知）时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示。已知静电力常量为。则下列说法中正确的是
原题地址：http://gzwl.cooco.net.cn/testdetail/279054/
麻烦详细解答

Answer 1

小球受到重力、库仑力和细绳拉力作用，把圆环微分成电荷量为Δq点电荷，由于对称性，库仑力的竖直分量恰好平衡，所以小球受到的库仑力水平向右。大小为kQΣΔq/L^2*cosθ=kQ^2/L^2*cosθ,
又因为Fsinθ=mg,所以F=mgL/R,在水平方向:Fcosθ=kQ^2/L^2*cosθ
可知A正确。

Answer 2

正确答案选B；绳子拉力F＝mgL／R；电荷量Q根据这个式子求解：mg/R=[kQ^2/(L^2-R^2)]/(L^2-R^2)^0.5;得出Q=答案B；等式依据力和长度之比例所得；

Answer 3

B,绳子对小球的拉力F=mgL/R

追问

这题选A，绳子对小球的拉力我知道，主要是那个电荷量怎么计算