Question

1．如圖所示，質量m=2.0×10^-2kg的帶電小球用絕緣細線豎直地懸掛于電場中，當小球的帶電量為q₁=+1.0×10^-4C時，懸線中的張力為T₁=1.5×10^-1N，g=10m/s²求：
（1）判斷小球所受的電場力方向（只寫出結論）
（2）小球所在處的場強為多大？
（3）當小球的帶電量為q₂=-1.0×10^-4C時，懸線中的張力T₂為多大？

Answer 1

分析 （1）、（2）先據(jù)重力和線的張力判斷電場力的大小和方向；據(jù)此求出場強；
（3）再利用F=Eq求出電場力，利用三力的平衡求出懸線的張力．

解答 解：（1）小球的重力 G=mg=2.0×10^-2×10=2.0×10^-1N
而懸線中的張力為T₁=1.5×10^-1N＜G，所以電場力的方向向上．
（2）由F+T₁=G得
得電場力 F=G-T₁=5×10^-2N                     
小球處的場強E=$\frac{F}{q_1}=\frac{{5×{{10}^{-2}}}}{{1.0×{{10}^{-4}}}}=500N/C$
（3）當q₂=-1.0×10^-4C時，電場力 F′=q₂E=5×10^-2N，方向向下
此時繩中張力為 T₂=G+F′=2.5×10^-1N                 
答：
（1）小球所受的電場力方向向上．
（2）小球所在處的場強為500N/C．
（3）當小球的帶電量為q₂=-1.0×10^-4C時，懸線中的張力T₂為2.5×10^-1N．

點評 明確三力平衡的關系和場強的求法，再利用F=Eq求電場力是解題的關鍵．