Question

高中物理由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置

由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡．现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡．若小球所带电量不变，与移动前相比（　　）

A. P、Q之间的距离增大
B. 杆AO对P的弹力一定减小
C. 杆AO对P的摩擦力一定增大
D. 杆BO对Q的弹力增大
为什么库仑力变大

Answer 1

P向左移动，那Q就会向下移动，库仑力和水平面夹角θ变小，

Q达到平衡时，受到库仑力、重力和杆的压力（BO是光滑的，没有摩擦力），合力为0，

库仑力分力Fsinθ=m1g（Q的重力），因为θ变小了，sinθ变小，那F就必须变大才保证等式成立。

因此：

1. 因为F变大，P、Q距离变小

2. AO对P的弹力大小等于Fsinθ+m2g（设m2为P的质量），Fsinθ=m1g，因此弹力不变

3. 杆AO对P的摩擦力为静摩擦力，大小等于f=Fcosθ=m1g/tanθ，tanθ减小，f增大

4. 同理，杆BO对Q的弹力大小等于N=Fcosθ=m1g/tanθ，tanθ减小，N增大

CD

Answer 2

杆对Q的力水平向左，与重力和库仑力（斜向右上方）三力平衡，当你向左移动P时，这时候仍然要三力平衡，则库仑力在竖直方向的分量大小依旧等于重力，但是库仑力方向改变，与竖直方向的夹角变大，由此库仑力需要变大，杆对Q的弹力也应该变大。另一方面可以从库仑力随着两球心距离减小而增大来考虑。