Question

8．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m=30克，帶電量為-1.7×10^-8庫(kù)倫的半徑極小的小球，用絲線懸掛在某勻強(qiáng)電場(chǎng)中（電場(chǎng)線與水平面平行），當(dāng)小球靜止時(shí)，測(cè)得懸線與豎直線夾角為30°，求：
（1）該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向？
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小？
（3）若將小球的帶電量減半后再利用上述方法，測(cè)量出的場(chǎng)強(qiáng)大小和原來(lái)場(chǎng)強(qiáng)比會(huì)怎樣？（g取10米/秒²）

Answer 1

分析 小球受重力、電場(chǎng)力、拉力．根據(jù)電場(chǎng)力的方向確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．
根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出電場(chǎng)力的大小．再根據(jù)E=$\frac{F}{q}$求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小

解答 解：（1）電場(chǎng)力水平向左，但電荷帶負(fù)電，負(fù)電荷電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相反，故電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右．

（2）由平衡條件：
Tsin30°=qE
Tcos30°=mg
聯(lián)立兩方程得：
E=$\frac{mgtanθ}{q}$=$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$
（3）電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷無(wú)關(guān)，故將小球的帶電量減半后再利用上述方法，測(cè)量出的場(chǎng)強(qiáng)大小不變；
答：（1）該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向向右
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小$\frac{\sqrt{3}mg}{3q}$
（3）不變

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中平衡問(wèn)題，關(guān)鍵是分析和計(jì)算電場(chǎng)力解決本題的關(guān)鍵知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相同，與負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向相反．以及會(huì)正確進(jìn)行受力分析，利用共點(diǎn)力平衡求解力