Question

【題目】如圖甲所示，把一個帶正電的球體A放在絕緣支架上，再把一個質量為m、帶電量為q的帶電小球B用絕緣細繩懸掛在鐵架臺上，小球靜止在P點時細繩與豎直方向的夾角為θ，電場力方向水平向右。球A與球B之間的距離遠大于兩球的直徑。求:

(1)球B在P點所受電場力F0的大小及球A產生的電場在P點的電場強度E0的大小;

(2)現緩慢移動鐵架臺，使球B從P點沿水平方向右移，近似認為移動過程中電場力方向始終水平向右，用刻度尺測出P點右側不同位置到P點的水平距離x，采取(1)中方法確定出該位置球B所受電場力F，然后作出F-x圖像，如圖乙所示。其中M點為水平移動方向上的一點，已知x軸上每小格代表的距離為x0，根據圖像估算P、M兩點間電勢差UPM的大小。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1) 球B在P點受力平衡，根據平衡條件

可得球B所受電場力的大小為：

根據場強公式

得球A產生的電場在P點的電場強度的大小：

(2)根據圖象中圖線所包圍的面積表示電場力做的功，則有：