如图所示,一个质量为m=0.03kg,带电量为q=-1.0×10 -8 C的带电小球,用绝缘细线悬挂在某水平方向的匀强电

如图所示,一个质量为m=0.03kg,带电量为q=-1.0×10 -8 C的带电小球,用绝缘细线悬挂在某水平方向的匀强电场中,图中实线为电场线.当小球静止时,测得悬线与竖直方向成30°角.
(1)在图上标出场强的方向;
(2)该电场的场强大小为多少?
(3)若改变所加电场的方向,并使小球在图中位置仍保持平衡,所加电场的电场强度最小为多大?方向如何?
(4)若已知场强方向水平向左,若将该小球由竖直位置的最低点静止释放,小球运动过程中细线与竖直方向的最大偏角θ为37°,则场强大小又为多大?
(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
江西籍圣斗士 1年前 已收到1个回答 举报

y822cc638 春芽

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(1)小球静止在电场中,受到重力、线的拉力和电场力而平衡,所以小球受电场力方向水平向右,而小球带负电,所以电场强度方向水平向左,如图所示:
(2)根据平衡条件得
tan30°=
qE
mg
解得:E=
3 ×10 7 N/C
(3)根据三角形定则得到,当电场力与线的方向垂直向上时,电场力最小,电场强度最小.由平衡条件得 mgsinθ=qEm
Em=1.5×10 7 N/C,方向与线的方向垂直向下
(4)整个运动过程中根据动能定理得:
Eqlsin37°-mgl(1-cos37°)=0-0
解得:E=1×10 7 N/C
答:(1)如图所示;
(2)该电场的场强大小为
3 ×10 7 N/C;
(3)若改变所加电场的方向,并使小球在图中位置仍保持平衡,所加电场的电场强度最小为1.5×10 7 N/C,方向与线的方向垂直向下;
(4)若已知场强方向水平向左,若将该小球由竖直位置的最低点静止释放,小球运动过程中细线与竖直方向的最大偏角θ为37°,则场强大小为1×10 7 N/C.

1年前

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