问题
问答题
如图,质量为m=10g,电量为q=10-4C的带正电小球用长为L=0.3m的绝缘细线系于O点放在匀强电场中,静止时悬线与竖直方向夹角θ=600,求:
(1)电场强度;
(2)若通过外力做功将带电小球缓慢拉至竖直方向的最低点并使
悬线拉紧,而小球最终处于静止状态,问外力需做多少功?
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答案
(1)分析带电小球的受力情况如图所示,可得:
qE=mgtanθ
解得E=
=mgtanθ q
N/C=1732N/C.10×10-3×10× 3 10-4
(2)用外力将小球拉至竖直方向最低点过程中,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理得:
WF+mgL(1-cosθ)-qELsinθ=0-0,
解得: WF=qELsinθ-mgL(1-cosθ)=0.03J
答:(1)电场强度的大小为1732N/C.
(2)外力需做0.03J的功.