Question

11．如圖所示，用50cm的細(xì)線將質(zhì)量為2×10^-3kg的帶電小球P懸掛在O點(diǎn)下，當(dāng)空中有方向?yàn)樗�平向左，大小�?×10⁴N/C的勻強(qiáng)電時(shí)，小球偏轉(zhuǎn)45°后處于靜止?fàn)顟B(tài)．（g=10m/s²）
（1）分析小球的帶電性質(zhì)；
（2）求小球所帶的電荷量；
（3）若把細(xì)線剪斷，求此后小球2s內(nèi)的位移的大�。�

Answer 1

分析 對(duì)小球受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得出電場(chǎng)力的方向和大小，以及細(xì)線拉力的大小，從而根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式求出小球的電荷量；再據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出位移．

解答 解：（1）小球受重力、拉力和電場(chǎng)力處于平衡，受力示意圖如圖所示，電場(chǎng)力的方向水平向右，與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，所以小球帶負(fù)電．
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知電場(chǎng)力為：
qE=mgtan45°
代入數(shù)據(jù)解得：q=4×10^-7C
（3）由牛頓第二定律，可得：$\sqrt{{{（qE）}^2}+{{（mg）}^2}}=ma$
據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：$x=\frac{1}{2}a{t^2}$=$20\sqrt{2}m$
答：（1）小球的帶負(fù)電；
（2）小球的帶電量為4×10^-7C；
（3）剪短細(xì)線2s內(nèi)帶電小球發(fā)生的位移20$\sqrt{2}$m．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解，再利用牛頓第二定律求加速的．