Question

【题目】如图所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端系一质量kg、电荷量C的小球，小球处在一匀强电场中．平衡时，细线与竖直方向之间的夹角为，此时细线上的张力值恰好与小球的重力值相等（g取）．试求：

(1)匀强电场内电场强度E的大小和方向．

(2)剪断细线，2.5 s后小球的位置在哪里？

Answer 1

【答案】(1)，方向与细线之间夹角为120°，指向右上方；(2)小球将沿着细线的方向向下移动31.25m

【解析】

(1)细线上的张力大小等于重力与电场力的合力大小，方向相反，由于此时细线上的张力值恰好与小球的重力值相等，细线上的张力方向与重力方向之间的夹角为，通过平行四边形关系可以确定电场力的大小与重力的大小相等，且方向与细线之间夹角为120°，指向右上方；

故电场强度的大小为：

(2)由于合力的方向与是否间断细线没有关系，故剪断后会沿着合力的方向（即细线的方向）作匀加速直线运动，加速度大小为：

根据运动学公式可得：

故小球将沿着细线的方向向下移动31.25m的位置