Question

如圖所示，質量為9×10^-3kg的帶電小球，用2.0m長的絕緣絲線懸掛在帶等量異種電荷的平行板間，平衡時小球偏離豎直位置2.0cm．如果兩板間的電壓是3.0×10⁴V，兩板間的距離是10cm．求：小球帶有多少多余的電子？

Answer 1

解：對小球進行受力分析如圖
由于小球處于平衡狀態，則qE=mgtanα
又E= tanα==0.01
解得q==3.0×10^-9C
電子個數=1.9×10¹⁰個
答：小球帶有1.9×10¹⁰個電子．
分析：由板間電壓和距離求出電場強度．小球受到重力、拉力和電場力三個力作用而處于平衡狀態，根據平衡條件，求出小球的帶電量q．每個電子的電量大小為e=1.6×10^-19 C，則電子個數．
點評：本題考查應用平衡條件處理帶電物體在電場中平衡的問題．關鍵在于電場力的分析和計算．對于電子所帶電量是自然界最小的電量叫做元電荷e=1.6×10^-19 C．