问题
问答题
如图所示，一个带电量为q，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在两块竖直的彼此绝缘平行金属板A、B中，两板间距离为d，让A、B两板连接到一个电动势为ω=
，内电阻为r的直流电源上，能在AB间形成一个匀强电场．设带电小球对原电场没有影响．
mgd3 3q
求：（1）带电小球带电的性质和小球偏离竖直线的夹角θ；
（2）如果保持电源电动势不变，改变AB间距离，待稳定后发现悬挂小球的细线偏角为60°，则此时AB两板间距离为多少？
答案
（1）由题，平行金属板A、B中电场方向水平向左，小球受到的电场力水平向右，小球带负电．
如图 Eq=mgtanθ… ①
Eq=
mg… ②3 3
由①②得：θ=30°
（2）当θ=60°时，设此时电场强度为E′
由E′q=mgtan60°… ③
解得 E′=
…④
mg3 q
又 U=ε=
…⑤
mgd3 3q
U=E′d′…⑥
由 ④⑤⑥得：d′=
…⑦d 3
答：（1）带电小球带负电，小球偏离竖直线的夹角θ为30°；
（2）AB两板间距离为
．d 3