Question

14．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为1×10^-2kg，所带电荷量为+2×10^-8C．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线间的夹角为30⁰．
（1）求这个匀强电场的电场强度大小
（2）若所带电荷量为-2×10^-8C，电场强度大小及方向．

Answer 1

分析 对小球受力分析，受到重力、电场力和细线的拉力，根据电场力方向与场强方向的关系判断电性，根据共点力平衡条件和电场力F=qE列式求解场强E．

解答 解：（1）小球受到重力、电场力和绳子的拉力，受力如图：

因为小球带正电，场强方向与F_电方向相同，
即水平向右．  
由三力平衡和几何关系得：
qE=mgtan30°  
则E=$\frac{mgtan30°}{q}$=$\frac{1×1{0}^{-2}×10×\frac{\sqrt{3}}{3}}{2×1{0}^{-8}}$ V/m=$\frac{\sqrt{3}}{6}$×10⁶V/m
（2）若所带电荷量为-2×10^-8C，场强大小与方向仍都不变，
则电场强度大小$\frac{\sqrt{3}}{6}$×10⁶V/m，电场强度的方向水平向右；
答：（1）这个匀强电场的电场强度大小$\frac{\sqrt{3}}{6}$×10⁶V/m；
（2）电场强度大小$\frac{\sqrt{3}}{6}$×10⁶V/m及方向水平向右．

点评 本题关键是对小球受力分析，然后根据共点力平衡条件并通过合成法求解，以及掌握电场强度的定义式．