Question

如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电量为q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘

如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电量为q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹θ角．（1）请画出小球受力分析图；（2）试求这个匀强电场的场强E大小；（3）如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹θ角，则E′的大小又是多少？

Answer 1

解：（1）小球受到重力、电场力和细线的拉力，受力分析如图1所示．
（2）对小球受力分析，受到重力、电场力和细线的拉力，如图．
由平衡条件得：
mgtanθ=qE
解得：E=

mgtanθ

q

（3）将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，电场力方向也顺时针转过θ角，大小为F′=qE′，此时电场力与细线垂直，如图所示2．
根据平衡条件得：mgsinθ=qE′
则得：E′=

mgsinθ

q

．
答：（1）小球受力分析图如图；
（2）这个匀强电场的场强E大小为

mgtanθ

q

；
（3）E′的大小又是

mgsinθ

q

．