Question

【題目】豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)．其電場(chǎng)強(qiáng)度為E ， 在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時(shí)小球恰好平衡，如圖所 示，請(qǐng)問：

（1）小球帶電荷量是多少？
（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時(shí)間？

Answer 1

【答案】
（1）

小球處于平衡狀態(tài)，對(duì)小球受力分析如圖所示：

F sinθ＝qE①

F cosθ＝mg②

由 得 ，故

（2）

由第(1)問中的方程②知 ，而剪斷絲線后小球所受電場(chǎng)力和重力的合力與未剪斷絲線時(shí)絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場(chǎng)力的合力等于 ；

所以小球的加速度 ，小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬極上時(shí)，它經(jīng)過的位移為 ，

又 ，所以

【解析】（1）利用共點(diǎn)力平衡條件列出方程可求解；（2）關(guān)鍵是剪斷絲線后的加速度的求法，加速度求出后，利用公式 可求出時(shí)間。