Question

用40cm的细线将质量为

3

×10^-3㎏的带电小球P悬挂在O点正下方O′处，当空中有方向为水平向右，大小为1×10⁴N/C的匀强电场时，小球偏转37°后静止在M点（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．
（1）分析小球的带电性质；
（2）求小球的带电量；
（3）求从O′到M的过程中电势能的变化△E_P．

Answer 1

分析：（1）根据小球受力偏转方向与电场方向相反，可判读小球电性
（2）对小球受力分析，根据平衡条件可得小球的带电量；
（3）根据电势能的变化等于电场力做功可求解．

解答：解：（1）小球受力方向与电场方向相反，故小球带负电
（2）小球受力如图所示：

故qE=mgtanθ=

3

×10-3×10×tan37°=

3 3

4

×10-2N
故q=

3 3

4

×10-6C
（3）从O′到M的过程中，电场力做功W=qEd=qELsin37°
代入数据，解得：W=1.8

3

×10-3J
故电势能变化量△E_P=-W=-1.8

3

×10-3J
答：（1）小球带负电；（2）小球的带电量为

3 3

4

×10-6C；（3）从O′到M的过程中电势能的变化为-1.8

3

×10-3J．

点评：解决本题的关键是正确受力分析，根据电势能的变化等于电场力做功列式求解即可．