问题 问答题

如图所示,两块竖直的彼此绝缘平行金属板A、B,两板间距离为d,让A、B两板连接到直流电源上,能在AB间形成一个匀强电场.一个带电量为q,质量为m的小球用绝缘细线悬挂在电场中,带电小球对原电场没有影响.平衡时细线偏离竖直方向夹角30°.求:

(1)带电小球带电的性质和A、B间的电势差U;

(2)如果保持AB间电压不变,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,则小球带负电.

如图,由平衡条件得

    F=q

U
d
=mg×tg30°

解得 U=

3
mgd
3q
 ①

(2)保持AB间电压保持不变,则有F′=q

U
d′
=mg×tg60° ②

由①②式解得,d′=

d
3

答:(1)带电小球带负电,A、B间的电势差U为

3
mgd
3q

(2)AB两板间距离为

d
3

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