Question

10．竖直放置的两块平行金属板间有匀强电场，在该匀强电场中，用丝线悬挂量为m、电量为q的小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡．
（1）画出小球受力图；
（2）若左边金属板为负极板，则小球的电性；
（3）求匀强电场的电场强度大小．

Answer 1

分析 先分析小球的受力情况，重力竖直向下，电场力水平向右，绳子拉力沿绳子向上，处于三力平衡状态，根据平衡条件，结合电性，即可判断电场强度的方向，依据力的合成法则，确定电场力与重力的关系，即可求解电场强度．

解答 解：（1）对小球受力分析可知，小球受重力、绳子的拉力，为了能让小球保持平衡，小球还应受向右的电场力；如图所示；
（2）左边金属板为负极板，则电场线向左，小球受力与电场线方向相反，故小球带负电；
（3）电场力与拉力的合力与重力平衡，则由几何关系可知：F=mgtanθ
而电场力为：F=Eq
联立解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$
答：（1）小球受力如图所示；
（2）若左边金属板为负极板，则小球带负电；
（3）匀强电场的电场强度大小为$\frac{mgtanθ}{q}$．

点评 解决本题的关键正确分析小球的受力情况和运动情况，知道正电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，同时明确共点力平衡条件的正确应用即可求解．