问题 问答题

如图所示,质量为m=2×10-3kg的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点,若施加一个方向沿水平向左、大小为E=104N/C匀强电场,小球静止时丝线与竖直方向夹角为θ=37°,求

(1)带电小球带正电还是负电?

(2)带电小球所带的电量q的大小;

(3)若要使小球静止在图示位置,则所加的匀强电场的最小值为多少?方向如何?(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案

(1)由于带电小球所受电场力方向向左,电场线方向也向左,则小球带正电.

(2)分析小球的受力情况,作出力图如下左图,根据平衡条件得

tgθ=
qE
mg
q=
10-3×10×0.75
104
=1.5×10-6C

(3)根据三角形定则得到,当电场力与线的方向垂直向上时,电场力最小,电场强度最小.由平衡条件得

mgsinθ=qEm
Em=
10-3×10×0.6
1.5×10-6
=8×103N/C

由于小球带正电,所以电场强度方向也垂直细线向上.

答:(1)带电小球带正电.

(2)带电小球所带的电量q的大小是1.5×10-6C;

(3)若要使小球静止在图示位置,所加的匀强电场的最小值为8×103N/C,方向垂直细线向上..

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