题目内容
14.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球的质量为1×10-2kg,所带电荷量为+2×10-8C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与铅垂线间的夹角为300.(1)求这个匀强电场的电场强度大小
(2)若所带电荷量为-2×10-8C,电场强度大小及方向.
分析 对小球受力分析,受到重力、电场力和细线的拉力,根据电场力方向与场强方向的关系判断电性,根据共点力平衡条件和电场力F=qE列式求解场强E.
解答 解:(1)小球受到重力、电场力和绳子的拉力,受力如图:
因为小球带正电,场强方向与F电方向相同,
即水平向右.
由三力平衡和几何关系得:
qE=mgtan30°
则E=$\frac{mgtan30°}{q}$=$\frac{1×1{0}^{-2}×10×\frac{\sqrt{3}}{3}}{2×1{0}^{-8}}$ V/m=$\frac{\sqrt{3}}{6}$×106V/m
(2)若所带电荷量为-2×10-8C,场强大小与方向仍都不变,
则电场强度大小$\frac{\sqrt{3}}{6}$×106V/m,电场强度的方向水平向右;
答:(1)这个匀强电场的电场强度大小$\frac{\sqrt{3}}{6}$×106V/m;
(2)电场强度大小$\frac{\sqrt{3}}{6}$×106V/m及方向水平向右.
点评 本题关键是对小球受力分析,然后根据共点力平衡条件并通过合成法求解,以及掌握电场强度的定义式.
练习册系列答案
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