题目内容
如图所示,用长L=0.50m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0cm,两板间电压U=1.0×103V.
静止时,绝缘线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直距离a=1.0cm.(θ角很小,为计算方便可认为tanθ≈sinθ,取g=10m/s2,需要求出具体数值,不能用θ角表示),则
(1)两板间电场强度的大小为
(2)小球带的电荷量
(3)若细线突然被剪断,小球将在板间
静止时,绝缘线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直距离a=1.0cm.(θ角很小,为计算方便可认为tanθ≈sinθ,取g=10m/s2,需要求出具体数值,不能用θ角表示),则
(1)两板间电场强度的大小为
2.0×104
2.0×104
V/m;(2)小球带的电荷量
1.0×10-8C
1.0×10-8C
C(3)若细线突然被剪断,小球将在板间
匀加速直线运动
匀加速直线运动
(填“类平抛运动”、“匀加速直线运动”或“匀速直线运动”)分析:由电场强度与电势差的关系,可求电场强度;对小球受力分析,有平衡条件求电场力,求电荷量;细线断后小球受到重力、电场力,合力为恒力,做匀加速直线运动.
解答:解:(1)由电场强度与电势差的关系,得E=
=
=2.0×104V/m;
(2)对小球受力分析如图,则qE=mgtanα q=
=
=1.0×10-8C
(3)由受力图知,当细线断后小球受到重力、电场力作用,合力为恒力,有牛顿第二定律得,加速度恒定,故做匀加速直线运动
故答案为:(1)两板间电场强度的大小为 2.0×104 V/m;
(2)小球带的电荷量 1.0×10-8CC
(3)若细线突然被剪断,小球将在板间 匀加速直线运动.
u |
d |
1.0×103 |
0.05 |
(2)对小球受力分析如图,则qE=mgtanα q=
mgtanα |
E |
1.0×10-3×10×
| ||
2.0×104 |
(3)由受力图知,当细线断后小球受到重力、电场力作用,合力为恒力,有牛顿第二定律得,加速度恒定,故做匀加速直线运动
故答案为:(1)两板间电场强度的大小为 2.0×104 V/m;
(2)小球带的电荷量 1.0×10-8CC
(3)若细线突然被剪断,小球将在板间 匀加速直线运动.
点评:考查了带电粒子在电场中的受力平衡问题,由受力情况,判断运动情况.
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