Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)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(shè)電場足夠大，靜止時懸線向左與豎直方向成450角。小球在運動過程中電量保持不變，重力加速度g取10m／s2。

(1)求電場強度E；

(2)若在某時刻將細線突然剪斷，求經(jīng)過1s時小球的位移大小。

Answer 1

【答案】（1）小球帶負電，電場強度E為1.7N/C

（2）細線剪斷后1s時小球的速度為20m/s，方向與豎直方向夾角為60°斜向下

【解析】

試題本題的關(guān)鍵是正確對小球受力分析，根據(jù)平衡條件可得小球受到的電場力方向向左并可求出電場強度的值，剪斷細線后，由于小球受到的重力與電場力都為恒力，所以小球?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運動，根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式，即可求解．

解：（1）對小球受力分析，受到向下的重力、沿繩子方向的拉力和水平向左的電場力，可見小球應(yīng)帶負電，由平衡條件可得：qE=mgtanθ，解得：E=1.7×N/C．

（2）剪斷細線后小球做初速度為零的勻加速直線運動，此時小球受到的合力F=①

由牛頓第二定律F=ma可得a=②

又由運動學(xué)公式v=at ③

聯(lián)立以上各式解得：v=20m/s，方向與豎直方向夾角為60°斜向下．

答：（1）小球帶負電，電場強度E為1.7N/C

（2）細線剪斷后1s時小球的速度為20m/s，方向與豎直方向夾角為60°斜向下．