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如图所示,一个带电量为q,质量为m的小球用绝缘细线悬挂在两块竖直的彼此绝缘平行金...

如图所示,一个带电量为q,质量为m的小球用绝缘细线悬挂在两块竖直的彼此绝缘平行金属板A、B中,两板间距离为d,让A、B两板连接到一个电动势为ω=manfen5.com 满分网,内电阻为r的直流电源上,能在AB间形成一个匀强电场.设带电小球对原电场没有影响.
求:(1)带电小球带电的性质和小球偏离竖直线的夹角θ;
(2)如果保持电源电动势不变,改变AB间距离,待稳定后发现悬挂小球的细线偏角为60°,则此时AB两板间距离为多少?

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(1)平行金属板A、B中电场方向水平向左,小球受到的电场力水平向右,即可判断小球的电性.由平衡条件求解小球偏离竖直线的夹角θ; (2)保持电源电动势不变,改变AB间距离,悬挂小球的细线偏角为60°,根据平衡条件求出板间场强,由E=求出板间距离. 【解析】 (1)由题,平行金属板A、B中电场方向水平向左,小球受到的电场力水平向右,小球带负电.   如图 Eq=mgtanθ… ①    … ② 由①②得:θ=30° (2)当θ=60°时,设此时电场强度为E′  由E′q=mgtan60°… ③ 解得  …④ 又  …⑤   U=E′d′…⑥ 由  ④⑤⑥得:…⑦ 答:(1)带电小球带负电,小球偏离竖直线的夹角θ为30°; (2)AB两板间距离为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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