Question

【題目】如圖所示，豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，在兩極板間某位置用絕緣細(xì)線懸掛一質(zhì)量m=10g的帶電小球，靜止時(shí)細(xì)線跟豎直方向成θ=45°角，小球與右極板距離為b=20cm。

(1)若小球所帶的電荷量q=5×10－7C，則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為多少?

(2)若剪斷細(xì)線，則小球做什么運(yùn)動(dòng)?需多長時(shí)間到達(dá)右極板?(g取10m/s2)

Answer 1

【答案】（1）2×105N/C（2）0.2s

【解析】

先分析小球的受力情況，重力豎直向下，電場(chǎng)力水平向右，繩子拉力沿繩子向上，處于三力平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，結(jié)合電性，即可判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，依據(jù)力的合成法則，確定電場(chǎng)力與重力的關(guān)系，即可求解電場(chǎng)強(qiáng)度；剪斷細(xì)繩后，小球受恒力作用，將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

（1）Fsinθ=qE①.
Fcosθ=mg②
由①②解得：E=mgtanθ/q .

可得：E=2×105N/C

（2）剪斷細(xì)線后，小球沿繩斜向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

小球水平分運(yùn)動(dòng)也為勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
水平加速度為：.

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：.

解得.