Question

把質量是0.2g的帶負電的小球用絕緣線掛起來，現將帶電為Q=4.0×10^-8C的帶電小球B靠近A，兩球在同一水平面上，相距30cm，此時A球懸線與豎直方向成45°而平衡，如圖所示，g取10m/s²求
（1）B球受到的庫侖力大小；
（2）A球電量；
（3）B球在A平衡處的場強．

Answer 1

分析：（1）對小球B受力分析，受到重力、靜電引力和細線的拉力，根據三力平衡求出靜電引力；
（2）根據庫侖定律求解出小球A的帶電量；
（3）根據電場強度的定義式E=

F

q

，結合已知條件，即可求解．

解答：解：（1）對球A受力分析，如圖，根據共點力平衡條件，結合幾何關系得到：
Tsin45°=mg
Tcos45°=F
解得：F=mgtan45°=0.2×10^-3×10N=2×10^-3N
即A球受的庫侖力為2×10^-3N．
（2）根據庫侖定律，由F_庫=k

QAQB

r2

得：
Q_A=

Fr2

kQB

=

2×10-3×0.32

9.0×109×4.0×10-8

C=5×10^-7C
即A球的帶電量是5×10^-7C．
（3）根據電場強度的定義式，則有：E=

F

QA

代入數據，解得：E=

2×10-3

5×10-7

N/C=4×10³N/C
答：（1）B球受到的庫侖力大小2×10^-3N；
（2）A球電量5×10^-7C；
（3）B球在A平衡處的場強4×10³N/C．

點評：本題關鍵先根據平衡條件得到庫侖力，再根據庫侖定律求解出B球的帶電量．