9.两竖直平行板A、B间电压为U0,板间用绝缘细线悬挂一带电小球,平衡时细线与竖直方向间成α角.现使A、B两板分别绕通过中点C、D垂直于纸面的轴逆时针转过θ角(图10-53),设θ=α=30°,为
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/12 04:39:03
9.两竖直平行板A、B间电压为U0,板间用绝缘细线悬挂一带电小球,平衡时细线与竖直方向间成α角.现使A、B两板分别绕通过中点C、D垂直于纸面的轴逆时针转过θ角(图10-53),设θ=α=30°,为
9.两竖直平行板A、B间电压为U0,板间用绝缘细线悬挂一带电小球,平衡时细线与竖直方向间成α角.现使A、B两板分别绕通过中点C、D垂直于纸面的轴逆时针转过θ角(图10-53),设θ=α=30°,为了使小球平衡在原位置,两板间电压应变为多少?
9.两竖直平行板A、B间电压为U0,板间用绝缘细线悬挂一带电小球,平衡时细线与竖直方向间成α角.现使A、B两板分别绕通过中点C、D垂直于纸面的轴逆时针转过θ角(图10-53),设θ=α=30°,为
设两板原来距离为d,小球带电量为q,重力为mg,则电场强度E=U0/d.小球受到三个力平衡:重力mg,电场力F和绳子的拉力T.其中重力和电场力垂直.
根据正交分解有:Tcos30°=mg,Tsin30°=qU0/d. 联立解得
tan30°=qU0/(mgd) ①
两板逆时针旋转30°后带电小球受到重力mg,电场力E'q和绳子拉力平衡T'.只不过这时拉力和电场力垂直,且极板间距变为d'=dcos30°(注意及时适度挖掘几何关系),电场强度变为E'=U'/d'=U'/(dcos30°)
根据三角形法则(或平行四边形法则):sin30°==(qE')/mg=(qU')/(mgdcos30°) 即
sin30°cos30°=(qU')/(mgd) ②
①,②联立,得: U'=(3/4)U0