Question

【題目】豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強電場．其電場強度為E，在該勻強電場中，用絲線懸掛質量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡，如圖所示，請問：

（1）小球帶電荷量是多少？
（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時間？

Answer 1

【答案】
（1）解：由于小球處于平衡狀態，對小球受力分析如圖所示

F sinθ=qE①

F cosθ=mg②由 得tanθ= ，故q=

答：小球所帶電荷為正，電荷量為

（2）解：由第（1）問中的方程②知F= ，而剪斷絲線后，小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于 ．小球的加速度a= = ，小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運動，當碰到金屬極上時，它經過的位移為s= ，又由s= at2，t= = =

答：若剪斷絲線，小球碰到金屬板需要的時間為

【解析】（1）先分析小球的受力情況，重力豎直向下，電場力水平向右，繩子拉力沿繩子向上，處于三力平衡狀態，根據平衡條件求解電荷量；（2）如將細線剪斷，繩子的拉力撤去，其余二力的合力一定沿繩子的反方向，大小等于原先繩子的力，所以小球將做勻加速直線運動，根據勻變速直線運動規律解出物體的運動時間．