Question

19．用一根絕緣輕繩OA懸掛一個(gè)帶電小球，OA繩長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m，小球質(zhì)量為1.0×10^-2kg，所帶電荷量為+2.0×10^-8C，現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣繩與鉛垂線成30°夾角，求：（g=10m/s²）
（1）此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度？
（2）OA兩點(diǎn)間的電勢(shì)差？

Answer 1

分析 （1）小球受重力、拉力和電場(chǎng)力處于平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡，運(yùn)用合成法求出電場(chǎng)力的大小，從而求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小．
（2）根據(jù)U=Ed計(jì)算OA兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大�。�

解答 解：（1）小球的受力如圖，根據(jù)合成法知電場(chǎng)力為：F=mgtan30°，
則電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=$\frac{F}{q}=\frac{mgtan30°}{q}=\frac{1×1{0}^{-1}×\frac{\sqrt{3}}{3}}{2×1{0}^{-8}}N/C$=$\frac{\sqrt{3}}{6}×1{0}^{7}N/C$．
（2）OA兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為：U=ELsin30°=$\frac{\sqrt{3}}{12}$×10⁷V
答：（1）此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為$\frac{\sqrt{3}}{6}×1{0}^{7}N/C$．
（2）OA兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為$\frac{\sqrt{3}}{12}$×10⁷V．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵進(jìn)行正確的受力分析，然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出未知力．以及掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式．