Question

如圖所示A、B是電容器的兩個(gè)極板，極板間是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，B板接電源的正極，一帶電小球質(zhì)量為m，帶電量的大小為q，小球被一輕質(zhì)細(xì)繩系著，細(xì)繩的一端固定在C點(diǎn)，靜止時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ，小球與B板間的距離為d，重力加速度為g，則
（1）小球的帶何種電荷
（2）AB板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
（3）假設(shè)A、B板足夠長(zhǎng)，將繩子剪斷后，小球到達(dá)B板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小球做的功．

Answer 1

解：（1）對(duì)小球受力分析，受重力、拉力和電場(chǎng)力，如圖所示

由于電場(chǎng)力水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度向左，由于電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度反向，故小球帶負(fù)電荷；
（2）根據(jù)平衡條件，有：F=mgtanθ
根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義公式，有：F=qE
故E=
（3）小球與B板間的距離為d；
將繩子剪斷后，小球到達(dá)B板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小球做的功：W=Fd=mgtanθ?d=mgd?tanθ；
答：（1）小球的帶負(fù)電荷；
（2）AB板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為；
（3）假設(shè)A、B板足夠長(zhǎng)，將繩子剪斷后，小球到達(dá)B板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小球做的功為mgd?tanθ．
分析：（1）對(duì)小球受力分析，受重力、拉力和電場(chǎng)力，由于電場(chǎng)力水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度向左，可判斷小球電性為負(fù)；
（2）根據(jù)平衡條件列式求解出電場(chǎng)力，然后根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義求解電場(chǎng)強(qiáng)度；
（3）根據(jù)功的定義求解電場(chǎng)力的功．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是對(duì)小球受力分析后根據(jù)平衡條件求解電場(chǎng)力，然后根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義確定電場(chǎng)強(qiáng)度．