Question

如图所示，一质量为m的带电小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ角．
（1）判断小球带何种电荷．
（2）若已知电场强度为E、小球带电量为q，求小球的质量m．
（3）若将细线突然剪断，小球做何种性质的运动？求加速度a的大小．

Answer 1

【答案】分析：（1）小球处于静止状态，分析受力，作出力图，根据电场力与场强方向的关系判断电性．
（2）根据平衡条件和电场力公式求解小球的质量m．
（3）将细线突然剪断小球将沿细线方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和速度公式结合求解v．
解答：解：（1）小球受力如图，由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电．
（2）小球的电场力F=qE
由平衡条件得：F=mgtanθ
则得qE=mgtanθ
解得，m=
（3）剪断细线后小球做初速度为零的匀加速直线运动，
小球所受的合外力F_合=
根据牛顿第二定律得：F_合=ma
解得，a=
答：
（1）小球带负电荷．
（2）若已知电场强度为E、小球带电量为q，小球的质量m是．
（3）若将细线突然剪断，小球做做初速度为0的匀加速直线运动，加速度a的大小为．
点评：本题是带电体在电场中平衡问题，分析受力情况是解题的关键，并能根据受力情况判断小球的运动情况．