二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)

　　圖12

　　9.如圖12所示，質(zhì)量為2 g的小球A用絲線懸起，把帶電量為4.0×10-6C的小球B靠近A，當(dāng)兩小球在同一高度相距30 cm時(shí)，A球恰好平衡，絲線與豎直方向夾角α為30°，則B球受到的靜電引力為________、方向?yàn)開_______;A帶________電，帶電量為________.(g取10 N/kg)

　　圖13

　　解析：對(duì)A球受力分析如圖13，則F=mAgtan30°=0.012 N，因?yàn)镕=k，所以QA=3×10-8C.由于A、B為異種電荷，A為負(fù)電荷.找準(zhǔn)研究對(duì)象、對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力分析是解此題的關(guān)鍵.

　　答案：0.012 N;水平向左;負(fù);3×10-8C

　　圖14

　　10.兩個(gè)半徑完全相同的金屬小球帶有等量的正電荷，放于一豎直半圓環(huán)光滑的絕緣面內(nèi)，靜止時(shí)兩球位置如圖14所示，已知兩球的質(zhì)量都為m，環(huán)的半徑為R(小金屬球的半徑可以忽略).AOC=BOC=θ，則小球受到的庫侖力的大小F=________，每個(gè)小球上的電荷量Q=________.

　　圖15

　　解析：如圖15所示，

　　F=mgtanθ.

　　因?yàn)镕=k，所以

　　Q=2Rsinθ.

　　答案：mgtanθ;2Rsinθ

　　圖16

　　11.如圖16所示，兩個(gè)同樣的氣球充滿氫氣(氣球重力不計(jì))，氣球帶有等量同種電荷，兩根等長的細(xì)線下端系上5.0×103 kg的重物后就漂浮著，求每個(gè)氣球的帶電量.(g取10 N/kg).

　　解：先對(duì)重物受力分析，求出細(xì)線的拉力，如圖17甲所示，2Tcosθ=mg.同樣再對(duì)左面氣球受力分析，如圖乙所示，知F=Tsinθ，而F=k，最后可得Q≈8.7×10-4C.

　　圖17

　　12.“真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷相距10 cm，它們之間的相互作用力大小為9×10-4 N，當(dāng)它們合在一起時(shí)，成為一個(gè)帶電荷量為3×10-8C的點(diǎn)電荷.問原來兩電荷的帶電量各為多少?”某同學(xué)求解如下：根據(jù)電荷守恒定律：q1+q2=3×10-8C=a　，根據(jù)庫侖定律：q1q2=F=×9×10-4C2=1×10-15C2=b，將q2=b/q1代入式得：q-aq1+b=0，解得q1=(a±)=(3×10-8±)，根號(hào)中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運(yùn)算無誤.

　　試指出求解過程中的問題并給出正確的解答.

　　解：分析題意得：題中僅給出兩電荷之間的相互作用力的大小，并沒有給出帶電的性質(zhì)，所以兩點(diǎn)電荷也可能異號(hào).

　　按電荷異號(hào)計(jì)算，由

　　q1-q2=3×10-8C=a　;

　　q1q2=1×10-15C2=b

　　聯(lián)立方程得：q-aq1-b=0，

　　由此代入數(shù)據(jù)解得：

　　q1=5×10-8C，

　　q2=2×10-8C(q1、q2異號(hào)).