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如图所示,两块竖直的彼此绝缘平行金属板A、B,两板间距离为d,让A、B两板连接到直流电源上,能在AB间形成一个匀强电场.一个带电量为q,质量为m的小球用绝缘细线悬挂在电场中,带电小球对原电场没有影响.平衡时细线偏离竖直方向夹角30°.求:
(1)带电小球带电的性质和A、B间的电势差U;
(2)如果保持AB间电压不变,改变AB间距离,待稳定后发现悬挂小球的细线偏角为60°,则此时AB两板间距离为多少?

【答案】分析:(1)平行金属板A、B中电场方向水平向左,小球受到的电场力水平向右,即可判断小球的电性.由平衡条件求解A、B间的电势差U;
(2)保持AB间电压不变,改变AB间距离,悬挂小球的细线偏角为60°,根据平衡条件求出板间场强,由E=求出板间距离.
解答:解:(1)由题,平行金属板A、B中电场方向水平向左,小球受到的电场力水平向右,则小球带负电.如图,由平衡条件得
   
解得  ①
(2)保持AB间电压保持不变,则有 ②
由①②式解得,
答:(1)带电小球带负电,A、B间的电势差U为
(2)AB两板间距离为
点评:本题是带电体在电场中平衡与电路知识的综合,它们联系的桥梁是AB间的电压.
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(1)带电小球带电的性质和A、B间的电势差U;
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(1)带电小球带电的性质和A、B间的电势差U;
(2)如果保持AB间电压不变,改变AB间距离,待稳定后发现悬挂小球的细线偏角为60°,则此时AB两板间距离为多少?
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如图所示在两块竖直的平行金属板A、B上端的中点Q的正上方,有一点P,在点P处放一带正电的小球,已知小球的质量为m=5×10-6㎏,带电荷量为q=5×10-8c,P、Q间的高度h0=1.25m,如果金属板A、B无限长,板间距离d=0.04m,板间电压UAB=400V,求:
(1)带电小球从静止下落后,经过多长时间与金属板相碰;
(2)相碰时离金属板上端的距离。

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