Question

【題目】電荷周圍存在電場，電場雖然看不見，但是它卻是客觀存在的，可以通過實(shí)驗(yàn)對(duì)它進(jìn)行觀察和研究。如圖所示，是一個(gè)均勻帶電球，把一個(gè)系在絲線上的帶電量為、質(zhì)量為的試探小球先后依次掛在圖中三個(gè)不同位置，調(diào)整絲線長度，使小球靜止時(shí)的三個(gè)位置與帶電球的球心處于同一水平線上，三處的絲線與豎直方向的夾角分別為，且。已知重力加速度為。

(1)對(duì)帶電小球靜止于位置時(shí)的受力進(jìn)行分析，畫出受力示意圖，并求小球所受電場力的大小；

(2)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義，推導(dǎo)帶電球產(chǎn)生的電場在位置處的場強(qiáng)大小的表達(dá)式，并據(jù)此比較三個(gè)位置的電場強(qiáng)度的大小關(guān)系。

Answer 1

【答案】(1) ；；(2)

【解析】

(1)受豎直向下重力，水平向右的電場力，斜向上的拉力，受力示意圖如圖所示

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得：

(2)由電場的定義

，，

由于

可得