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=3mgd3q,内电阻为r的直流电源

◎ 题目

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=

3
mgd
3q
,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?
魔方格

◎ 答案


魔方格
(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
   Eq=

3
3
mg
… 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  E=

3
mg
q
…④
又  U=ε=

3
mgd
3q
…⑤
  U=E′d′…⑥
由  ④⑤⑥得:d=
d
3
…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
d
3

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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=3mgd3q,内电阻为r的直流电源…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】,【动能定理】,【电场强度的定义式】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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