图7
(1)B点处电场强度的大小和方向。
(2)试判断电荷Q的电性,并说明理由。
(3)点电荷Q的位置坐标。
解析:由场强的定义式,结合所给图像,可知A、B两点场强大小即为a、b线段的斜率,可求得EA=40 N/C,EB=2.5 N/C,因为A、B两点的试探电荷电性相反,而受到的电场力却是同方向的,说明场源电荷Q一定在A、B两点之间。而A点处正试探电荷受力方向沿x轴正方向,说明该点场强沿x轴正方向,因而场源Q应带负电荷。设Q离A点距离为rA,有EA=k,EB=k,==,解得rA=0.6 m
所以Q点坐标为x=xA+rA=2.6 m。
答案:(1)2.5 N/C 沿x轴负方向
(2)负电 理由见解析 (3)2.6 m
12.如图8所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,斜向右上方,电场强度为E、质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致。
图8
(1)若小球的带电量为q=,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何?
(2)若小球的带电量为q=,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?
解析:(1)小球做匀速运动,则受合外力为零,即F1sin α=Eqsin θ+mg,F1cos α=Eqcos θ,解之,α=60°,F1=mg。