图1
解析 因为B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高,设A、B之间的水平距离为L,绝缘支杆的长度为h.
依据题意可得:tan 30°=,
L== cm=10 cm,
对B进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件解得库仑力
F=mgtan 30°=30×10-3×10× N=0.3 N.
依据F= 得:F= .
解得:q= = ×10×10-2 C=1.0×10-6 C.
答 1.0×10-6 C
二、用动力 观点分析带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中受到电场力作用,还可能受到其他力的作用,如重力、弹力、摩擦力等,在诸多力的作用下物体所受合力可能不为零,做匀变速运动或变速运动;处理这类问题,首先对物体进行受力分析,再明确其运动状态,最后根据其所受的合力和所处的状态,合理地选择牛顿第二定律、运动 公式、平抛运动知识、圆周运动知识等相应的规律解题.
例2 在真空中存在空间范围足够大、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电且电荷量为q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动.现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出,求此运动过程中(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U.
解析 (1)根据题设条件,电场力大小
F电=mgtan 37°=mg
电场力的方向水平向右.
(2)小球沿竖直方向做初速度为v0的匀减速运动,到最高点的时间为t,则:
vy=v0-gt=0,