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  3. 下面是一道作业题及某同学的解答。 题目：一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是

下面是一道作业题及某同学的解答。 题目：一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是

最全题库2022-08-02  46
问题 下面是一道作业题及某同学的解答。题目：一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B，将丝线的两端共同系于天花板上的0点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电量是多少?解：设电量为q，小环受到三个力的作用，拉力T、重力m9和库仑力F，受力分析如图b，由问题：(1)指出错误，分析错误的原因，给出正解；(10分)(2)给出教学思路，帮助学生掌握相关知识。(10分)
选项
答案
解析 (1)受力分析错误，小环穿在细丝上，作用于小环上的拉力大小相等，只是方向不同。产生错误的原因是在水平方向上只考虑了同种电荷之间的相互排斥力，而忽略了丝线的拉力作用。正确的受力分析如图所示，竖直方向上的平衡方程为：Tsin60。=mg，水平方向上的平衡方程为：  (2)师：一根绝缘线穿过两个金属环悬挂在天花板上，此时系统处于什么状态 生：在竖直方向物体处于平衡状态，线的拉力等于金属环的重力。师：对，物体所受合外力为0，物体将处于平衡状态。那么如果两金属环带上同种电荷，该系统会有什么变化呢 生：带同种电荷，两金属环受到排斥力的作用而向相反方向运动。师：看来大家对库仑定律很熟悉，那么金属环会一直运动下去吗 生：不会，还受到细线的拉力作用。师：对，细线的拉力作用会使金属环最终静止在某一位置，题目中说的就是这种情况，同学们先看一下题干所说的条件。生：嗯。和刚才分析的情况差不多。师：那么左边金属环是在几个力的作用下达到平衡状态的 生：有重力、斜向上细绳的拉力、水平向右细绳的拉力、水平向左的库仑力。师：好，大家可以列出平衡方程吗 生：可以．在水平和竖直方向上分别列方程。师：这类题目就是分析清楚物体的受力，才能正确解答。
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