Question

【題目】電荷周圍存在電場，電場雖然看不見，但是它卻是客觀存在的，可以通過實驗對它進行觀察和研究。如圖所示，是一個均勻帶電球，把一個系在絲線上的帶電量為、質量為的試探小球先后依次掛在圖中三個不同位置，調整絲線長度，使小球靜止時的三個位置與帶電球的球心處于同一水平線上，三處的絲線與豎直方向的夾角分別為，且。已知重力加速度為。

(1)對帶電小球靜止于位置時的受力進行分析，畫出受力示意圖，并求小球所受電場力的大小；

(2)根據電場強度的定義，推導帶電球產生的電場在位置處的場強大小的表達式，并據此比較三個位置的電場強度的大小關系。

Answer 1

【答案】(1) ；；(2)

【解析】

(1)受豎直向下重力，水平向右的電場力，斜向上的拉力，受力示意圖如圖所示

根據共點力平衡條件可得：

(2)由電場的定義

，，

由于

可得