一个质量为m、电量为+q的小球,用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,场强为E,平衡时悬线与竖直方向间夹角α=30°(如图所

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  • 解题思路:电场E水平向右时,对小球受力分析,根据平衡条件列方程,求出场强E与重力的关系.电场E逆时针转过β=45°时,再对小球受力分析,根据平衡条件列方程,求小球重新平衡时悬线与竖直方向间夹角正切.

    电场E水平向右时,小球受力如图1,

    根据平衡条件得

    qE=Tsinα

    mg=Tcosα

    所以qE=mgtanα----①

    电场E逆时针转过β=45°时,小球受力如图2所示,

    设绳子与竖直方向的夹角为θ,由平衡条件得

    qEsinβ+Tcosθ=mg----②

    qEcosβ=Tsinθ----③

    由①②③联立求解,并带入数据得tanθ=

    6+1

    5

    答:小球重新平衡时悬线与竖直方向间夹角正切为tanθ=

    6+1

    5.

    点评:

    本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系.

    考点点评: 题是带电体在匀强电场中平衡问题,关键是能正确的对小球受力分析,根据平衡条件列方程,计算时要涉及到多个方程,运算要小心谨慎.