题目内容

【题目】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,请问:

(1)小球带电荷量是多少?

(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?

(3)若突然撤去电场,丝线所受最大拉力是多大?

【答案】(1)(2) (3)

【解析】

(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图所示

FsinθqE

Fcosθmg

联立解得:

tanθ

q.

(2)细线的拉力为

F

而剪断丝线后小球的加速度

a

由几何关系得,小球碰到金属板运动的距离为

s

又由

sat2

(3)小球摆到最低点时丝线所受拉力最大,小球下落至最低点:

mgL(1-)=mv2

最低点:

T-mg=m

解得:

T=3mg-2mg

依据牛顿第三定律 丝线所受拉力为

T=3mg-2mg

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