Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成θ角，重力加速度為g．

（1）判斷小球帶何種電荷．
（2）求電場強(qiáng)度E．
（3）若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷，求經(jīng)過t時(shí)間小球的速度v．

Answer 1

【答案】
（1）解：小球受到的電場力向左，與場強(qiáng)方向相反；

故小球帶負(fù)電荷．

（2）解：對(duì)小球受力分析，受重力、電場力和拉力，如圖

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有

qE=mgtanθ

故

即電場強(qiáng)度E為 ．

（3）解：剪短細(xì)線后，小球受到重力和電場力，合力恒定，故做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；

根據(jù)牛頓第二定律，有

F合=ma ①

由于三力平衡中，任意兩個(gè)力的合力與第三力等值、反向、共線，故

F合= ②

根據(jù)速度時(shí)間公式，有

v=at ③

由①②③解得

即經(jīng)過t時(shí)間小球的速度v為 ．

【解析】（1）小球受到的電場力向左，與場強(qiáng)方向相反，故帶負(fù)電荷；（2）對(duì)小球受力分析，然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式求解出電場力，得到電場強(qiáng)度；（3）剪短細(xì)線后，小球受到重力和電場力，合力恒定，故做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度后，再運(yùn)用速度時(shí)間公式求解．