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物理
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如图所示,绝缘细线一端固定于O点,另一端固定连接一带电量为q、质量为m的带正电小球.要使带电小球静止时细线与竖直方向夹α角.可在空间加一匀强电场.则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小?最小的场强多大?这时细线中的张力多大?
人气:386 ℃ 时间:2019-09-02 07:49:40
解答
以小球为研究对象,对小球进行受力分析,故小球受到重力mg、绳的拉力F
1
、电场力F
2
三个力作用,根据平衡条件可知,拉力F
1
与电场力F
2
的合力必与重力mg等大反向.
因为拉力F
1
的方向确定,F
1
与F
2
的合力等于mg确定,由矢量图可知,当电场力F
2
垂直悬线时电场力F
2
=qE=mgsinα最小,故场强E也最小.
由图可知此时绳中张力F
1
=mgcosα,最小的场强E=
mgsinα
q
.
答:当匀强电场的方向与细线垂直时,场强最小,最小场强为
mgsinα
q
,这时细线中的张力为mgcosα.
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