Question

如图所示，用30cm的细线将质量为m=4×10^-3㎏的带电小球P悬挂在O点正下方，当空中有方向为水平向右，大小为E=2×10⁴N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态．（g取10m/s²）
（1）分析小球的带何种电荷；
（2）求小球带电量q；
（3）求剪断细线后带电小球的加速度a．

Answer 1

（1）小球受到重力mg、电场力qE和细线的拉力，如图，电场力方向与电场同向，故小球带正电．
（2）小球受力平衡，将重力分解如图，在水平方向有：
qE=mgtan37°
得：q=

mgtan37°

E

=

4×10-3×10× 3 4

2×104

C=1.5×10^-6C；
（3）由受力图可知细线的拉力为 F=

mg

cos37°

=

4×10-3×10

0.8

=0.05N
如果剪断细绳小球所受的合力与F大小相等，方向相反，则加速度 a=

F

m

=

0.05

4×10-3

m/s²=12.5m/s²
答：
（1）小球带正电．
（2）小球带电量q为1.5×10^-6C．
（3）剪断细线后带电小球的加速度a为12.5m/s²．