Question

18．如圖所示，用長(zhǎng)為1m的絕緣細(xì)線懸掛一帶電小球，小球質(zhì)量為m=0.04kg．現(xiàn)加一水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E=1×10⁴N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)小球靜止于A點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向成37°角．重力加速度g=10m/s²．
（1）求小球所帶電荷量的大�。�
（2）某時(shí)刻將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒃跁r(shí)間2s內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)中的P點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）求細(xì)線剪斷后小球的運(yùn)動(dòng)加速度和A、P兩點(diǎn)間的距離．

Answer 1

分析 （1）對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)小球靜止時(shí)受平衡力求解．
（2）剪斷細(xì)線后，小球受電場(chǎng)力和重力，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．

解答 解：（1）由小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受重力、電場(chǎng)力和繩子的拉力，且處于平衡，
所以$\frac{qE}{mg}=tanθ$
帶入數(shù)值解得：q=3×10^-5C
（2）細(xì)繩剪斷后小球只受到電場(chǎng)力和重力
據(jù)牛頓第二定律得：F=$\frac{mg}{cos37°}$=ma
解得：a=12.5m/s²
AP之間的距離，據(jù)S=$\frac{1}{2}a{t^2}$得：S=$\frac{1}{2}×12.5×4m$=25m
答：（1）求小球所帶電荷量的大小3×10^-5C；
（2）某時(shí)刻將細(xì)線剪斷，小球的運(yùn)動(dòng)加速度12.5m/s²和A、P兩點(diǎn)間的距離25m．

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電物體在電場(chǎng)中平衡問(wèn)題，受力分析是基礎(chǔ)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．