Question

14．如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的足夠大的勻強電場中，靜止時懸線向左與豎直方向成θ角，重力加速度為g．
（1）判斷小球帶何種電荷．
（2）求電場強度E．
（3）若在某時刻將細線突然剪斷，小球?qū)⒆鍪裁催\動？
（4）經(jīng)過t時間小球的速度v．

Answer 1

分析 （1）小球處于靜止狀態(tài)，分析受力，作出力圖，根據(jù)電場力與場強方向的關系判斷電性．
（2）根據(jù)平衡條件和電場力公式求解場強．
（3）將細線突然剪斷小球?qū)⒀丶毦�方向做勻加速直線運動；
（4）根據(jù)牛頓第二定律和速度公式結(jié)合求解v．

解答 解：（1）小球受力如圖，由于電場力F與場強方向相反，說明小球帶負電．
（2）小球的電場力F=qE
由平衡條件得：F=mgtanθ
解得電場強度為：E=$\frac{mg}{tanθ}$
（3）剪斷細線后小球受到的重力與電場力的大小和方向都不變，所以小球做初速度為0的勻加速直線運動；
（4）設經(jīng)過t時小球的速度為v．
小球所受合外力為：F_合=$\frac{mg}{cosθ}$，
根據(jù)牛頓第二定律得，加速度為：a=$\frac{g}{cosθ}$，
由運動學公式得：v=at=$\frac{gt}{cosθ}$，
答：（1）小球帶電負電；
（2）電場強度為$\frac{mg}{tanθ}$；
（3）若在某時刻將細線突然剪斷，小球?qū)⒆龀跛俣葹?的勻加速直線運動；
（4）經(jīng)過t時間小球的速度是$\frac{gt}{cosθ}$．

點評 對于涉及物體運動的問題，兩大分析：受力情況分析和運動情況分析是基礎，要培養(yǎng)這方面的基本功．