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
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).
答
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°=
mg3 4
根据F=qE可知,电场强度E=
=F q
=3mg 4q
=3.75×106N/C3×1×10−2×10 4×2×10−8
答:这个匀强电场的电场强度5×106N/C.方向向右.