Question

如图所示A、B是电容器的两个极板，极板间是一匀强电场，B板接电源的正极，一带电小球质量为m，带电量的大小为q，小球被一轻质细绳系着，细绳的一端固定在C点，静止时细绳与竖直方向的夹角为θ，小球与B板间的距离为d，重力加速度为g，则
（1）小球的带何种电荷
（2）AB板间电场强度的大小
（3）假设A、B板足够长，将绳子剪断后，小球到达B板过程中电场力对小球做的功．

Answer 1

解：（1）对小球受力分析，受重力、拉力和电场力，如图所示

由于电场力水平向右，电场强度向左，由于电场力与电场强度反向，故小球带负电荷；
（2）根据平衡条件，有：F=mgtanθ
根据电场强度定义公式，有：F=qE
故E=
（3）小球与B板间的距离为d；
将绳子剪断后，小球到达B板过程中电场力对小球做的功：W=Fd=mgtanθ?d=mgd?tanθ；
答：（1）小球的带负电荷；
（2）AB板间电场强度的大小为；
（3）假设A、B板足够长，将绳子剪断后，小球到达B板过程中电场力对小球做的功为mgd?tanθ．
分析：（1）对小球受力分析，受重力、拉力和电场力，由于电场力水平向右，电场强度向左，可判断小球电性为负；
（2）根据平衡条件列式求解出电场力，然后根据电场强度定义求解电场强度；
（3）根据功的定义求解电场力的功．
点评：本题关键是对小球受力分析后根据平衡条件求解电场力，然后根据电场强度定义确定电场强度．