Question

20．圖示區(qū)域存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，但方向未知，質(zhì)量m=2.0×10^-3kg的帶正電小球用絕緣輕細(xì)線豎直地懸于該電場中，當(dāng)小球帶電荷量q=1.0×10^-4C時，懸線中的張力T=1.5×10^-2N，g取10m/s²，則：
（1）小球受到的靜電力大小是多少？
（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大？方向如何？

Answer 1

分析 （1）小球受重力、拉力和靜電力處于平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出小球受到的靜電力．
（2）根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式求出勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度，結(jié)合電場力的方向得出電場強(qiáng)度的方向．

解答 解：（1）帶電小球受到重力、繩的拉力、靜電力三個力的作用，其中：mg=2×10^-2N，T=1.5×10^-2 N
因?yàn)槿齻€力處于平衡，則有：F+T=mg
所以小球受到的靜電力為：F=mg-T=2×10^-2-1.5×10^-2N=5×10^-3N，方向豎直向上．
（2）根據(jù)E=$\frac{F}{q}$知：E=$\frac{5×1{0}^{-3}}{1×1{0}^{-4}}$=50N/C．
因?yàn)樾∏驇д�，所以勻�?qiáng)電場的方向豎直向上．
答：（1）小球受到的靜電力為5×10^-3N，方向豎直向上．
（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為50N/C，方向豎直向上．

點(diǎn)評 本題考查了共點(diǎn)力平衡的基本運(yùn)用，掌握電場強(qiáng)度的定義式，知道電場強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場力方向相同，與負(fù)電荷所受電場力方向相反．