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113物理分科測驗08


<單選題>以等長細繩懸掛半徑均為 \( r \)、質量均為 \( m \) 的兩相同金屬小球於固定點 \( O \),兩小球帶電量相同,因互斥分開,達到平衡後,球心相距 \( 2D (r \ll D) \),如圖3所示。若固定點到球心連線的垂直距離為 \( L \),庫侖常數為 \( k_e \),重力加速度為 \( g \),細繩質量可忽略,則每顆球上的電量約為下列何者?
(A) \( 2\sqrt{\frac{mgD^3}{k_eL}} \)
(B) \( \sqrt{\frac{mgD^3}{k_eL}} \)
(C) \( \frac{1}{2}\sqrt{\frac{mgD^3}{k_eL}} \)
(D) \( 2\sqrt{\frac{k_eL}{mgD^3}} \)
(E) \( \sqrt{\frac{k_eL}{mgD^3}} \)

答案

靜電力 \(F_e = \frac{k_e Q^2}{(2D)^2}\),重力 \(mg\),由力平衡得 \(\frac{F_e}{mg} = \frac{D}{L}\),代入得 \(Q = 2\sqrt{\frac{mgD^3}{k_e L}}\)。故選(A)。答案:A 報錯
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