用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2kg,所带电荷量为+2.0×10-8C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向成37°角(如图所示).求这个匀强电场的电场强度(g取10N/kg).

问题描述:

用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10-2kg,所带电荷量为+2.0×10-8C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向成37°角(如图所示).求这个匀强电场的电场强度(g取10N/kg).

对小球进行受力分析如下图

可知小球所受电场力水平向右,因为小球带正电,可知电场强度水平向右;
小球和如上图所示;受重力、绳的拉力和水平向右的电场力以及重力三个力作用.
由图可知,小球所受电场力F=mgtan37°=

3
4
mg
根据F=qE可知,电场强度E=
F
q
3mg
4q
=
3×1×10−2×10
4×2×10−8
=3.75×106
N/C
答:这个匀强电场的电场强度5×106N/C.方向向右.
答案解析:小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态,根据平衡确定电场力的方向,再根据电场方向判定小球带何种电荷;画出小球受力图;由平衡条件求得电场力的大小,根据电场强度的定义式求电场强度.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;电场强度.

知识点:解决本题的关键进行正确的受力分析,然后根据共点力平衡求出未知力.以及掌握电场强度的定义式