Question

两个带等量异种电荷的小球，质量均为2g，各用 5.1cm长的绝缘细线吊住，细线质量不计，小球可看成质点

两个带等量异种电荷的小球，质量均为2g，各用 5.1cm长的绝缘细线吊住，细线质量不计，小球可看成质点，悬点 分别为O，O′，相距d=4cm。平衡时，两球各偏离竖直方向1cm，则 每个小球的电荷量为 。如果外加一个水平方向的匀强电场 后，两球重新回到悬线竖直位置。
由受力分析知 F库 = mg tanθ = 4×10-3 N 又 F = kq2L2∴ q = 根号下FL^2/k =2/3 ×10-6×2×10^-2 = 1.33×10^-8 C

由E = kq/d^2 = [9×10^9 ×4/3 ×10^-8 ]/(4×10^-2)^2 = 7.5×10^5 N/C解场强时为什么用这个公式？为什么不可以用定义式F/q=E，F和q不是都已经有了么？
上面计算过程是标准答案！

Answer 1

（1）电场强度的定义E=F/q
点电荷相互作用的库仑力公式F=Kq1q2/r^2
由上面二公式得点电荷形成的电场的场强公式为E=Kq/r^2.
（2）为什么不可以用定义式F/q=E，F和q不是都已经有了么？
可以用你说的值求。但是我们从来都是告诉学生尽量使用已知数据求解，不用间接值求解。避免出现间接错误。
所以以后你也要注意了。

追问

1）问题二说是加入一个电场，这个电场不一定是点电荷形成的电场啊。
2）我用f/q算出的答案与正确答案不同是为什么？
把f=4×10-3 N，q= 1.33×10^-8 C上一问的答案代入
有问题么？

追答

1）问题二说是加入一个电场，这个电场不一定是点电荷形成的电场啊。
正确。但是我们稍加分析发现，两球重新回到悬线竖直位置，外回电场应该和二点电场之间的电场大小相等方向相反。所以才能用E外=E=kq/r^2

2）我用f/q算出的答案与正确答案不同是为什么？把f=4×10-3 N，q= 1.33×10^-8 C上一问的答案代入有问题么？
上面二个数据要验证。确实正确了才能代入下面进行计算。
只要你的代入的数据不错，计算结果应该是相同的。
E=kq/r^2=9*10^9*2/3*10^-8/0.02^2=?你看看原来的计算结果是不是错的？？？
q=?
r=?
E = kq/d^2 = [9×10^9 ×4/3 ×10^-8 ]/(4×10^-2)^2 = 7.5×10^5 N/C这个是标准答案吗？d=4cm?不是2cm吗？q=?你再对照一下。

追问

上面写是标答
应该是4cm。因为，是求两球间的距离恢复到了4cm的情况下的场强
另外E=f/q中代入标答中两数据F和q后结果不正确

追答

电荷量呢？正确计算是多少？

追问

E = kq/d^2 = [9×10^9 ×4/3 ×10^-8 ]/(4×10^-2)^2 = 7.5×10^5 N/C这是标准答案
用E=f/q这个公式代入f=4×10-3 N，q= 1.33×10^-8 （两个数据都是标准答案里出现过的）
解出的E=3*10^5与标准答案不符
问原因？

追答

1、两个点电荷相距2cm时的电场力，和相互位置处的场强E1,
2、两个点电荷回到竖直位置后，相距4cm，在各自位置处的场强E2。
这二个场强不相等，二次的库仑力也不相等。
是不是错在这里啦？

Answer 2

之前的F是两球相距2cm时的F。求外加电场强度时，距离已经变为4cm，F已经发生变化。

追问

我问的是为什么不可以用定义式F/q=E

追答

可以用，但你要先求新的F，要用F = kq^2/L^2.
然后用E=F/q=kq/L^2，这不是又回来了吗。

Answer 3

因为不是运强电场