Question

16．如圖所示的裝置中，平行板電場中有一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，用長L的細(xì)線拴住后在電場中處于平衡狀態(tài)（即平衡位置），此時線與豎直方向的夾角為θ，兩板間的距離為d，求：
（1）小球帶何種電荷？
（2）兩板間的電勢差是多少？

Answer 1

分析 （1）小球在電場中處于平衡狀態(tài)，根據(jù)小球的電場力方向與場強(qiáng)方向的關(guān)系，判斷小球的電性．
（2）根據(jù)平衡條件和場強(qiáng)與電勢差間的關(guān)系，求解兩板間的電勢差．

解答 解：（1）由小球處于平衡狀態(tài)，根據(jù)受力分析可知小球受電場力方向水平向左，因而小球帶負(fù)電    
（2）設(shè)此時繩子拉力為T，板間電場強(qiáng)度為E，由平衡條件得
  qE=Tsinθ  ①
 mg=Tcosθ    ②
又由于 U=Ed     ③
由上述①②③式可解得：U=$\frac{mgdtanθ}{q}$
答：（1）小球帶負(fù)電荷．
（2）兩板間的電勢差是 $\frac{mgdtanθ}{q}$．

點評 本題是帶電粒子的平衡問題，解題關(guān)鍵是知道帶電粒子的受力情況，據(jù)場強(qiáng)方向的規(guī)定判斷；二是平衡態(tài)列方程，基礎(chǔ)題，難度不大．