Question

【題目】如圖所示，一質量為m＝1.0×10－2kg，帶電量大小為q＝1.0×10－6C的小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，假設電場足夠大，靜止時懸線向左與豎直方向成37°角．小球在運動過程中電量保持不變，重力加速度g取10 m/s2.

(1)求電場強度E.

(2)若在某時刻將細線突然剪斷，求經過1 s時小球的速度大小v及方向．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

Answer 1

【答案】(1)7.5×104N/C　(2)12.5 m/s　方向與豎直方向成37°角，斜向左下

【解析】(1)由平衡條件得小球所受電場力F＝mgtanθ，所以小球所在處的電場強度： .

(2)細線剪斷后，小球的合力F合＝＝1.25mg

根據牛頓第二定律，小球的加速度：a＝＝12.5 m/s2.

所以1 s時小球的速度大小v＝at＝12.5 m/s，速度方向沿原細線方向向下，即方向與豎直方向成37°角，斜向左下．