Question

質量為m的帶電小球用細繩系住懸掛于勻強電場中，如圖，靜止時θ=60°，
求：（1）小球帶何種電荷？
（2）小球受到的電場力多大？
（3）若將線燒斷2s末小球的速度是多大？（g=10m/s²）

Answer 1

分析：（1）小球處于靜止狀態(tài)，分析受力，根據(jù)電場力與場強方向的關系判斷電性．（2）根據(jù)平衡條件和電場力．（3）將細線突然剪斷小球將沿細線方向做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律和速度公式結合求解v．

解答：解：解：（1）小球受力如圖，由于電場力F與場強方向相反，說明小球帶負電
（2）小球的電場力F=qE
由平衡條件得：F=mgtanθ=

3

mg                                         
（3）剪斷細線后小球做初速度為零的勻加速直線運動，
小球所受的合外力F_合=

mg

cosθ

根據(jù)牛頓第二定律得：F_合=ma
解得，a=

g

cosθ

=

g

1 2

=2g
由運動學公式：V=at=4g=40m/s
答：（1）小球帶負電荷．
（2）小球受到的電場力為

3

mg．
（3）若將線燒斷2s末小球的速度是40m/s．

點評：本題是帶電體在電場中平衡問題，分析受力情況是解題的關鍵，并能根據(jù)受力情況判斷小球的運動情況．