Question

长为L两段封闭的玻璃真空管,内壁光滑,装有AB两个带电小球,质量、电荷量分别为m、3q和3m、q,管竖直时,A球在底部,

Answer 1

假设玻璃管长度是L,则A球在底部时,两球之间的斥力是：F1=k*3q^2/(L/2)^2=12Kq^2/L^2

对于B球来说,处于平衡状态,所以其重力和F1相等,即3mg=F1=12Kq^2/L^2,也就是mg=4Kq^2/L^2

当管倒置时,要是的重力和斥力相等,则两球距离为D,满足：mg=K*3q^2/D^2

所以,4Kq^2/L^2 = K*3q^2/D^2,所以 D=Lsqrt(3)/2.

由于D < L ,所以A球依然是在管中部长度为L*sqrt(3)/2的地方保持平衡.

此时对于AB整体来说,出于平衡状态,所以B对管底的压力是他们的总重力,即4mg

AB之间的距离是L*sqrt(3)/2.