Question

18．如图所示，A、B两小球用等长的绝缘细线悬挂在支架上，A球带电3×10^-6C的正电荷，B球带等量的负电荷，两悬点相距3cm，在外加匀强电场作用下，两球都在各自悬点正下方处于平衡状态，求该场强的大小和方向．（已知静电力常量为9.0×10⁹N•m²/C²）

Answer 1

分析 分析B球受到的电场力方向，即可判断所加匀强电场的方向；小球受库仑引力和电场力处于平衡，根据电场力的大小得出电场强度大小．

解答 解：对于B球，库仑引力水平向右，由平衡条件可知电场力水平向左，则电场强度的方向水平向左．
以A球为研究对象，其竖直方向受重力和绳拉力，水平方向受A的向左的电场力和外加电场的向右电场力，因为B带负电，外电场水平向左
对B小球受力分析可得：
$k\frac{{Q}_{A}^{\;}{Q}_{B}^{\;}}{{r}_{\;}^{2}}=E{Q}_{B}^{\;}$
求得$E=k\frac{{Q}_{A}^{\;}}{{r}_{\;}^{2}}=9×1{0}_{\;}^{9}×\frac{3×1{0}_{\;}^{-6}}{0.0{3}_{\;}^{2}}N/C=3.0×1{0}_{\;}^{7}N/C$，方向水平向左
答：该场强的大小$3.0×1{0}_{\;}^{7}N/C$和方向水平向左

点评 解决本题的关键掌握库仑定律以及电场强度的定义式，知道电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同．