Question

6．一根绝缘细绳上端固定在天花板上，下端挂一个质量为m，带电量为-q的带电小球，小球所处的空间中存在水平方向的匀强电场，如图所示，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，已知当地的重力加速度为g，通过受力分析，求：
（1）该电场中电场强度的方向 
（2）绳子上的拉力F 
（3）该电场场强的大小．

Answer 1

分析 （1）对小球进行受力分析，根据共点力平衡条件即可分析电场力的方向，从而再根据电场力的性质分析电场方向；
（2、3）根据平衡条件进行分析，从而求出拉力和电场力，再根据电场力公式F=qE，列方程求解即可．

解答 解：（1）对小球受力分析，如图所示，要使小球能在图示位置静止，则小球受到的电场力向右，因带负电，故说明电电场方向应水平向左；
（2）根据平衡条件可知：
拉力F=$\frac{mg}{cosθ}$；
（3）电场力Eq=mgtanθ
解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$；
答：（1）该电场中电场强度的方向水平向左；
（2）绳子上的拉力F为$\frac{mg}{cosθ}$
（3）该电场场强的大小为$\frac{mgtanθ}{q}$

点评 本题考查匀强电场的基本性质，要注意明确负电荷受力逆着电场线方向，同时在掌握电场力性质的基本之上，将电场力作为力的一种形式进行分析，再结合受力分析规律即可求解．