Question

16．如图所示的装置中，平行板电场中有一质量为m，带电量为q的小球，用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态（即平衡位置），此时线与竖直方向的夹角为θ，两板间的距离为d，求：
（1）小球带何种电荷？
（2）两板间的电势差是多少？

Answer 1

分析 （1）小球在电场中处于平衡状态，根据小球的电场力方向与场强方向的关系，判断小球的电性．
（2）根据平衡条件和场强与电势差间的关系，求解两板间的电势差．

解答 解：（1）由小球处于平衡状态，根据受力分析可知小球受电场力方向水平向左，因而小球带负电    
（2）设此时绳子拉力为T，板间电场强度为E，由平衡条件得
  qE=Tsinθ  ①
 mg=Tcosθ    ②
又由于 U=Ed     ③
由上述①②③式可解得：U=$\frac{mgdtanθ}{q}$
答：（1）小球带负电荷．
（2）两板间的电势差是 $\frac{mgdtanθ}{q}$．

点评 本题是带电粒子的平衡问题，解题关键是知道带电粒子的受力情况，据场强方向的规定判断；二是平衡态列方程，基础题，难度不大．