8.如圖所示,用一根絕緣輕繩懸掛一個帶電小球,小球的質量為m=1.0×10-2kg.現(xiàn)加一水平方向向左的勻強電場,場強E=3.0×106N/C,平衡時絕緣線與豎直方向的夾角為θ=30°,求:小球帶何種電荷,電荷量為多大?(g取10m/s2

分析 小球受重力、電場力和拉力處于平衡,根據(jù)平衡判斷電荷的電性,根據(jù)合成法求出電場力的大小,從而求出電荷量的大。

解答 解:因為電場力F方向水平向左,與電場的方向相同,故小球帶正電.受力如題,由小球受力平衡得:
F=mgtan30°
F=qE
聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)得:q=$\frac{mgtan30°}{E}=\frac{1.0×1{0}^{-2}×10×\frac{\sqrt{3}}{3}}{3.0×1{0}^{6}}=1.9×1{0}^{-8}$C.
答:小球帶正電荷,電荷量為1.9×10-8C.

點評 解決本題的關鍵掌握共點力平衡的求法,以及知道電場強度的定義式E=$\frac{F}{q}$.

練習冊系列答案
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18.如圖所示,在光滑水平面上,有一坐標系xOy,其第一象限內充滿著垂直平面坐標向里的磁場,磁感應強度B沿y方向不變,沿x方向的變化滿足B=B0+kx(T),有一長ac=l1,寬cd=l2的矩形線框abcd,其總電阻為R,初始時兩邊正好和xy軸重合.求:
(1)使線框繞ab軸以角速度ω勻速轉動90°時線圈產生的感應電動勢;
(2)線框繞ab軸轉動90°過程中,通過線圈的電量;
(3)若使線圈以速度v沿x軸正方向勻速運動,需沿x軸方向加多大外力.

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(1)ab中的感應電動勢多大?ab中電流的方向如何?
(2)撤去F后,ab做減速運動,當速度變?yōu)?m/s時,求此時ab的加速度為多大?此刻R和r的電功率各為多少?
(3)從撤去F到ab停止運動,電路中共產生多少焦耳熱?

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16.如圖所示,空間中存在著豎直向上的勻強電場,現(xiàn)有一帶負電的粒子,電荷量為q,質量為m,從M點以初速度v0水平飛入電場,最后打到傾角為θ的擋板上的某點N,不計粒子重力,求:
(1)粒子打到擋板上時豎直速度的大。
(2)M、N兩點電勢差的絕對值.

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A.粒子在M點的速率最小
B.粒子所受電場力沿電場方向
C.粒子在電場中的加速度大小不變,方向改變
D.粒子在電場中的電勢能始終在增加

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13.如圖所示,在水平向右的勻強電場中,有一電荷量為-4×10-7C的負點電荷從A點運動到B點,電場力做功為3.2×10-6J,AB間距離4m,與水平方向夾角為600;求:
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(3)如果A點的電勢為-4V,求B點的電勢為多大?

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20.如圖所示,空間有一水平勻強電場,在豎直平面內有一帶電微粒以一定初速度沿圖中虛直線由O運動至P,關于其能量變化情況的說法,正確的是(  )
A.動能增加,電勢能減少B.重力勢能和電勢能之和增加
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17.如圖所示,在范圍很大的水平向右的勻強電場中,一個電荷量為-q的油滴,從A點以速度v豎直向上射入電場.已知油滴質量為m,重力加速度為g,當油滴到達運動軌跡的最高點時,測得它的速度大小恰為$\frac{v}{2}$.問:
(1)電場強度E為多大?
(2)A點至最高點的電勢差為多少?

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A.彈回后的運動軌跡是拋物線
B.彈回后運動過程中電勢能增加
C.彈回后運動過程中球的機械能守恒
D.彈回后運動過程中機械能與電勢能的總和保持不變

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