Question

質(zhì)量為m的帶電小球用細(xì)繩系住懸掛于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖，靜止時(shí)θ=60°，
求：（1）小球帶何種電荷？
（2）小球受到的電場(chǎng)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?fàn)顟B(tài)，分析受力，根據(jù)電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向的關(guān)系判斷電性．（2）根據(jù)平衡條件和電場(chǎng)力．（3）將細(xì)線突然剪斷小球?qū)⒀丶?xì)線方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和速度公式結(jié)合求解v．

解答：解：解：（1）小球受力如圖，由于電場(chǎng)力F與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，說(shuō)明小球帶負(fù)電
（2）小球的電場(chǎng)力F=qE
由平衡條件得：F=mgtanθ=

3

mg                                         
（3）剪斷細(xì)線后小球做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，
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(yùn)動(dòng)學(xué)公式：V=at=4g=40m/s
答：（1）小球帶負(fù)電荷．
（2）小球受到的電場(chǎng)力為

3

mg．
（3）若將線燒斷2s末小球的速度是40m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題是帶電體在電場(chǎng)中平衡問(wèn)題，分析受力情況是解題的關(guān)鍵，并能根據(jù)受力情況判斷小球的運(yùn)動(dòng)情況．