Question

7．如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電小球P用一絕緣細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在勻強(qiáng)電場(chǎng)中．已知細(xì)線與豎直方向的夾角為θ（θ＜45°），場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向右．則：
（1）小球帶何種電荷？
（2）小球的帶電量是多少？
（3）若將該電場(chǎng)方向變成豎直向下，則繩上的拉力是多少？

Answer 1

分析 （1）小球受重力、拉力和電場(chǎng)力，根據(jù)電場(chǎng)力的方向分析電性．
（2）根據(jù)平衡條件和電場(chǎng)力公式求解電量．
（3）若將該電場(chǎng)方向變成豎直向下，此瞬間小球的向心加速度為零，沿繩子方向的合力為零，據(jù)此求解．

解答 解：（1）因小球向右偏，所受的電場(chǎng)力向右，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，故帶正電荷；
（2）小球受力情況，如圖所示：

根據(jù)平衡條件得：qE=mgtanθ，則q=$\frac{mgtanθ}{E}$
如果將細(xì)線燒斷，球沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）若將該電場(chǎng)方向變成豎直向下時(shí)，繩子方向的合力為零，則繩子的拉力為：
T′=（qE+mg）cosθ=mg（tanθ+1）cosθ
答：（1）小球帶正電荷．
（2）小球的帶電量是$\frac{mgtanθ}{E}$．
（3）若將該電場(chǎng)方向變成豎直向下，則繩上的拉力是mg（tanθ+1）cosθ．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于帶電體在電場(chǎng)力平衡問(wèn)題，關(guān)鍵是分析受力情況，運(yùn)用力學(xué)規(guī)律，如平衡條件和牛頓第二定律求解．