Question

【题目】如图所示，一质量为m＝1.0×10-2kg，带电量为q＝1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成37°角．小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g取10 m/s2．

(1)求电场强度E；

(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s时小球的速度大小v及方向。（，）

Answer 1

【答案】(1) E=7.5×104N/C (2) v=12.5m/s，方向与竖直方向夹角为37°斜向下

【解析】

(1)对小球受力分析，受到向下的重力、沿绳子方向的拉力和水平向左的电场力，可见小球应带负电，由于小球静止，所以由平衡条件可得：

qE=mgtanθ

代入数据解之得：

．

(2)剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，此时小球受到的合力

F=…①

由牛顿第二定律F=ma可得

a=…②

又由运动学公式

v=at…③

联立①②③带入数据解得：

v=12.5m/s，

方向与竖直方向夹角为37°斜向下．