C.角θ变大,小球N带负电
D.角θ变小,小球N带负电
【答案】B
【解析】小球M与N相互排斥,M、N带同种电荷,M带正电,N也带正电;小球N受重力mg,绳的拉力,库仑力F,绳与竖直方向夹角为tan θ=,库仑力F=k,由于电荷N悬挂在P2点时距离大,库仑力小,偏角小,故θ1>θ2,角θ变小,故B正确,A、C、D错误.
4.有两个带正电的小球,电荷量分别为Q和9Q,在真空中相距l.如果引入第三个小球,恰好使得三个小球只在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态,第三个小球应带何种电荷,应放在何处,电荷量又是多少?
【解析】没有引入第三个小球前,两球之间存在斥力作用;F21和F12,它们互为作用力和反作用力.欲使两球平衡,则必须受到F31和F32这两个力作用.而这两个力是由引入的第三个带电小球施加的,因此第三个小球应放在这两球之间,且带负电.如图所示.
设第三个小球电荷量为-q,与第一个小球的距离为x.因为第三个小球处于平衡状态,因此F13和F23为一对平衡力,即F13=F23,由库仑定律得k=k,所以x=,又因为F21和F31为一对平衡力,即F31=F21,由库仑定律得k=k,所以q=Q.
答案:第三个小球应带负电荷,电荷量为-Q;放在前两个小球的中间,且距电荷量为Q的小球.