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?

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
=
10×10-3×10×
3
10-4
N/C=1732N/C.

(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.

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