Question

如圖所示，豎直放置的平行板電容器P板帶正電，Q板帶負(fù)電，兩板間距d=5cm，兩板電勢(shì)差U_PQ=25v，一質(zhì)量m=0.2kg的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于極板之間，小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向之間的夾角α=37°．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²）求：
（1）極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度E
（2）小球電性和電量
（3）若剪斷細(xì)線，則小球的加速度．

Answer 1

分析：根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系公式U=Ed即可求得場(chǎng)強(qiáng)；
根據(jù)小球的受力情況得出重力和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式，即可判定小球的電性，求出小球的電量的大��；
剪斷細(xì)線，小球受到的力大小和方向都不變，求出合力，再根據(jù)牛頓第二定律即可求出小球的加速度．

解答：解：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系公式得：E=

U

d

=

25V

5×10-2m

=500V/m
（2）極板P是正極板，帶點(diǎn)的小球c偏向極板Q的一側(cè)，說明小球是帶正電荷．
小球受到三個(gè)力平衡，由平衡條件得到：mgtanα=qE，
解出q=

mgtan37°

E

=

0.2×10×0.75

500

C=3×10-3C
（3）小球受到的合力：F合=

mg

cos370

=ma
代入數(shù)據(jù)解得：a=12.5m/s²．
答：（1）極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度為500V/m；
（2）小球帶正電荷，電量為3×10^-3C；
（3）若剪斷細(xì)線，則小球的加速度為12.5m/s²．

點(diǎn)評(píng)：該題屬于帶電物體在靜電場(chǎng)中的平衡問題和勻加速運(yùn)動(dòng)的問題，對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析是解題的關(guān)鍵．屬于基礎(chǔ)題目．