Question

【題目】如圖所示，絕緣細線一端固定于O點，另一端系一質量kg、電荷量C的小球，小球處在一勻強電場中．平衡時，細線與豎直方向之間的夾角為，此時細線上的張力值恰好與小球的重力值相等（g取）．試求：

(1)勻強電場內電場強度E的大小和方向．

(2)剪斷細線，2.5 s后小球的位置在哪里？

Answer 1

【答案】(1)，方向與細線之間夾角為120°，指向右上方；(2)小球將沿著細線的方向向下移動31.25m

【解析】

(1)細線上的張力大小等于重力與電場力的合力大小，方向相反，由于此時細線上的張力值恰好與小球的重力值相等，細線上的張力方向與重力方向之間的夾角為，通過平行四邊形關系可以確定電場力的大小與重力的大小相等，且方向與細線之間夾角為120°，指向右上方；

故電場強度的大小為：

(2)由于合力的方向與是否間斷細線沒有關系，故剪斷后會沿著合力的方向（即細線的方向）作勻加速直線運動，加速度大小為：

根據運動學公式可得：

故小球將沿著細線的方向向下移動31.25m的位置