Question

一带电小球受到的重力为10N，用一根绝缘细线悬挂于水平向左的匀强电场中，细线与竖直方向夹角为30°，如图所示．求：
（1）判断带电小球的电性；
（2）求小球受到的电场力；
（3）若带电小球的电量为q=-1×10^-10C，求该电场强度E 的大小．

Answer 1

分析：（1）带电小球处于匀强电场，在电场力、拉力与重力，处于平衡状态．由电场线可知电场力方向，即可确定根据电荷的电性．
（2）根据平衡条件列式，求解小球所受的电场力大小．
（3）电场力与电场强度的关系是F=qE，由此式求解电场强度E的大小．

解答：解：（1）小球处于匀强电场，在电场力qE、拉力F_T与重力mg处于平衡状态，如图，电场力方向应水平向右，与电场强度方向相反，所以小球带负电．
（2）结合受力示意图，根据平衡条件得：
   小球受到的电场力 F=qE=mgtan30°=10×

3

3

N=

10 3

3

N．
（3）由F=qE，得：E=

F

q

=

10 3 3

10-10

N/C=

10 3

3

×10¹⁰N/C
答：
（1）小球带负电荷．
（2）小球受到的电场力为

10 3

3

N
（3）该电场强度E 的大小为

10 3

3

×10¹⁰N/C．

点评：解答本题时要知道：若带负电的电场力与电场强度方向相反，若是正电，则电场力方向与电场强度方向相同．同时通过力的平行四边形定则来处理不在一条直线上的力，让力与力构成一定的关系．