Question

20．质量为m，带负电、电量为q的小球，悬挂在长为L的轻绳下方，若给小球所在区域施加一水平方向匀强电场，使小球静止时，轻绳与竖直方向夹角为30度，则所施加匀强电场场强，其方向如何？大小如何？

Answer 1

分析 以小球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解电场力F；根据F=qE解出E

解答 解：小球受力如图所示，根据平衡条件可知：电场力qE与重力mg的合力与细线的拉力T等值、方向反向，则力的合成图得知：
F=qE=mgtanθ=mgtanθ
解得：E=$\frac{mgtan30°}{q}$=$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$，
小球带负电，电场力方向水平向右，所以电场强度方向水平向左
答：电场强度方向水平向左，大小为$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$

点评 本题是带电体在电场中平衡问题，当作力学问题去处理，关键是分析电场力大小和方向