(2009?崇明縣模擬)如圖所示,兩塊豎直的彼此絕緣平行金屬板A、B,兩板間距離為d,讓A、B兩板連接到直流電源上,能在AB間形成一個勻強電場.一個帶電量為q,質(zhì)量為m的小球用絕緣細線懸掛在電場中,帶電小球?qū)υ妶鰶]有影響.平衡時細線偏離豎直方向夾角30°.求:
(1)帶電小球帶電的性質(zhì)和A、B間的電勢差U;
(2)如果保持AB間電壓不變,改變AB間距離,待穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)懸掛小球的細線偏角為60°,則此時AB兩板間距離為多少?
分析:(1)平行金屬板A、B中電場方向水平向左,小球受到的電場力水平向右,即可判斷小球的電性.由平衡條件求解A、B間的電勢差U;
(2)保持AB間電壓不變,改變AB間距離,懸掛小球的細線偏角為60°,根據(jù)平衡條件求出板間場強,由E=
U
d
求出板間距離.
解答:解:(1)由題,平行金屬板A、B中電場方向水平向左,小球受到的電場力水平向右,則小球帶負電.如圖,由平衡條件得
    F=q
U
d
=mg×tg30°

解得 U=
3
mgd
3q
 ①
(2)保持AB間電壓保持不變,則有F′=q
U
d′
=mg×tg60°
 ②
由①②式解得,d′=
d
3

答:(1)帶電小球帶負電,A、B間的電勢差U為
3
mgd
3q

(2)AB兩板間距離為
d
3
點評:本題是帶電體在電場中平衡與電路知識的綜合,它們聯(lián)系的橋梁是AB間的電壓.
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