Question

把质量是0.2g的带负电的小球用绝缘线挂起来，现将带电为Q=4.0×10^-8C的带电小球B靠近A，两球在同一水平面上，相距30cm，此时A球悬线与竖直方向成45°而平衡，如图所示，g取10m/s²求
（1）B球受到的库仑力大小；
（2）A球电量；
（3）B球在A平衡处的场强．

Answer 1

分析：（1）对小球B受力分析，受到重力、静电引力和细线的拉力，根据三力平衡求出静电引力；
（2）根据库仑定律求解出小球A的带电量；
（3）根据电场强度的定义式E=

F

q

，结合已知条件，即可求解．

解答：解：（1）对球A受力分析，如图，根据共点力平衡条件，结合几何关系得到：
Tsin45°=mg
Tcos45°=F
解得：F=mgtan45°=0.2×10^-3×10N=2×10^-3N
即A球受的库仑力为2×10^-3N．
（2）根据库仑定律，由F_库=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球的带电量是5×10^-7C．
（3）根据电场强度的定义式，则有：E=

F

QA

代入数据，解得：E=

2×10-3

5×10-7

N/C=4×10³N/C
答：（1）B球受到的库仑力大小2×10^-3N；
（2）A球电量5×10^-7C；
（3）B球在A平衡处的场强4×10³N/C．

点评：本题关键先根据平衡条件得到库仑力，再根据库仑定律求解出B球的带电量．