Question

如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電量為q的小球，用長為L的絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，靜止時(shí)懸線與豎直方向成θ角．（重力加速度為g）
（1）判斷小球帶何種電荷． 
（2）求電場強(qiáng)度E．
（3）在圖示位置，若將細(xì)線突然剪斷，小球做何種性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？求加速度a的大�。�

Answer 1

分析：（1）小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析受力，作出力圖，根據(jù)電場力與場強(qiáng)方向的關(guān)系可判斷電性．
（2）根據(jù)平衡條件和電場力公式求解電場強(qiáng)度E．
（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)牛頓第二定律求解加速度a．

解答：解：（1）小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球受到重力、繩子的拉力和電場力三力平衡，受力分析如圖所示．小球所受的電場力方向水平向左，與場強(qiáng)方向相反，可知該小球帶負(fù)電．
（2）根據(jù)平衡條件得：tanθ=

qE

G

=

qE

mg

則得電場強(qiáng)度為：E=

mgtanθ

q

（3）細(xì)線突然剪斷，小球僅受到重力G和電場力qE，兩個(gè)力都是恒力，所以小球?qū)⒆鞒跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：
 a=

F合

m

=

G cosθ

m

=

g

cosθ

答：
（1）小球帶負(fù)電荷．
（2）電場強(qiáng)度E是

mgtanθ

q

．
（3）在圖示位置，若將細(xì)線突然剪斷，小球?qū)⒆鞒跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)，加速度a的大小是

g

cosθ

．

點(diǎn)評(píng)：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(guān)鍵，并能根據(jù)受力情況判斷小球的運(yùn)動(dòng)情況．