题目内容
5.如图所示,质量m=2.0×10-3kg的带电小球用绝缘轻细线竖直地悬于电场中,当小球带电量q1=1.0×10-4C时,悬线中的张力T1=1.5×10-2N,则小球所在处的场强多大?方向如何?当小球带电量q2=-1.0×10-4C时,悬线中的张力T2多大?(取g=10m/s2)分析 先据重力和线的张力判断电场力的大小和方向,由平衡条件和场强公式求出场强;再利用F=Eq求出电场力,利用三力的平衡求出悬线的张力.
解答 解:小球的重力 G=mg=2.0×10-3×10N=2.0×10-2N>T1=1.5×10-2N
根据悬线的张力和平衡关系知电场力的方向应竖直向上,所以有 F+T1=G
所以F=G-T1=5×10-3N
小球所在处的场强 E=$\frac{F}{{q}_{1}}$=$\frac{5×1{0}^{-3}}{1{0}^{-4}}$=50N/C,方向竖直向上
电量为q2=-1.0×10-4C时,电场力 F2=Eq2=50×10-4=5×10-3N 方向向下,
此时绳子的张力为T2=G+F1=(2+0.5)×10-2N=2.5×10-2N
答:小球所在处的场强大小为50N/C,方向竖直向上.当小球带电量q2=-1.0×10-4C时,悬线中的张力T2为2.5×10-2N.
点评 明确三力平衡的关系和场强的求法,再利用F=Eq求电场力是解题的关键.要知道场强与正电荷的电场力方向相同,与负电荷的电场力方向相反.
练习册系列答案
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B. | 紫珠说右侧的火车一定在向东运动 | |
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