Question

【题目】如图甲所示，把一个带正电的球体A放在绝缘支架上，再把一个质量为m、带电量为q的带电小球B用绝缘细绳悬挂在铁架台上，小球静止在P点时细绳与竖直方向的夹角为θ，电场力方向水平向右。球A与球B之间的距离远大于两球的直径。求:

(1)球B在P点所受电场力F0的大小及球A产生的电场在P点的电场强度E0的大小;

(2)现缓慢移动铁架台，使球B从P点沿水平方向右移，近似认为移动过程中电场力方向始终水平向右，用刻度尺测出P点右侧不同位置到P点的水平距离x，采取(1)中方法确定出该位置球B所受电场力F，然后作出F-x图像，如图乙所示。其中M点为水平移动方向上的一点，已知x轴上每小格代表的距离为x0，根据图像估算P、M两点间电势差UPM的大小。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1) 球B在P点受力平衡，根据平衡条件

可得球B所受电场力的大小为：

根据场强公式

得球A产生的电场在P点的电场强度的大小：

(2)根据图象中图线所包围的面积表示电场力做的功，则有：