Question

20．質(zhì)量為m，帶負(fù)電、電量為q的小球，懸掛在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩下方，若給小球所在區(qū)域施加一水平方向勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球靜止時(shí)，輕繩與豎直方向夾角為30度，則所施加勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，其方向如何？大小如何？

Answer 1

分析 以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件求解電場(chǎng)力F；根據(jù)F=qE解出E

解答 解：小球受力如圖所示，根據(jù)平衡條件可知：電場(chǎng)力qE與重力mg的合力與細(xì)線的拉力T等值、方向反向，則力的合成圖得知：
F=qE=mgtanθ=mgtanθ
解得：E=$\frac{mgtan30°}{q}$=$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$，
小球帶負(fù)電，電場(chǎng)力方向水平向右，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左
答：電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左，大小為$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電體在電場(chǎng)中平衡問題，當(dāng)作力學(xué)問題去處理，關(guān)鍵是分析電場(chǎng)力大小和方向