用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为1.0×10 2kg,所带电荷量为+2.0×10 8C.现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角,如图所示.求这个匀强电场的电场强度.g=10m/s2.
这个匀强电场的电场强度为
【解析】
试题分析:小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态,根据受力图,利用合成法求出电场力的大小,再根据电场强度的定义式求电场强度.
解:小球的受力如图,
根据共点力平衡有:mgtanθ=qE
答:这个匀强电场的电场强度为.
【点评】解决本题的关键进行正确的受力分析,然后根据共点力平衡求出未知力.以及掌握电场强度的定义式E=.
定义:
洛伦兹力:运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。洛伦兹力的公式为F=QvB。荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点,为纪念他,人们称这种力为洛伦兹力。
左手定则:1判断安培力:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则。(2判断洛伦兹力:将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。)
安培力与洛伦兹力:
洛伦兹力作用下力学问题的解决方法:
(1)涉及洛伦兹力的动力学问题中,因洛伦兹力的大小和方向与物体的运动状态有关,在分析物体的运动过程时,需将运动对受力的影响、受力对运动的影响综合考虑来确定物体的运动性质及运动过程,此类问题中往往还会出现临界状态,需分析临界状态下满足的条件。
(2)在涉及洛伦兹力的能量问题中,因洛伦兹力不做功,系统能量的转化取决于其他力做功的情况,但需考虑洛伦兹力对最终运动状态的影响。
(3)在定性判定涉及洛伦兹力的非匀变速运动过程中,可利用运动的合成与分解来定性地判定通过的位移、运动的时间等问题。
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