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    9．如图所示，一质置为m=2.0×l0-2kg、电量q为1.0×10-6C的小物块，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中并保持静止，此时悬线与竖直方向成θ=60°，且物块与绝缘粗糙水平面间恰好无压力，物块与水平面间的动摩檫因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$．物块在运动过程中电荷量保持不变，电场区域足够大，重力加速度g=l0m/s2．求
    （1）判断物块带何种电荷；
    （2）求电场强度E的大小；
    （3）若将细线突然剪断，求2.0s后小球速度v的大小．

    分析 （1）分析小球的受力情况，根据平衡关系可明确小球的电性；
    （2）根据平衡条件进行分析可求得电场力与重力之间的关系，再由电场强度公式可求得电场强度；
    （3）剪断细线后小球做匀加速直线运动，根据牛顿第二宝箱可求得加速度，再由速度公式可求得小球的速度大小．

    解答 解：
    （1）由题意可知，小球q受力平衡且对地面没有压力；则由平衡关系可知，小球受到的电场力一定向左；故小球一定带负电；                     
    （2）小球所受的电场力F=qE         
    由平衡条件得F=mgtanθ            
    解得电场强度E=2$\sqrt{3}$×105 N/C．
    （3）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动
    小球所受合外力F合=qE-μmg       
    由牛顿第二定律有F合=ma          
    解得小球的速度a=5$\sqrt{3}$ m/s2
    得 v=at=5$\sqrt{3}$×2=10$\sqrt{3}$m/s    
    答：（1）物块带负电荷；
    （2）电场强度E的大小为2$\sqrt{3}$×105 N/C
    （3）若将细线突然剪断，2.0s后小球速度v的大小为10$\sqrt{3}$m/s．

    点评 本题考查带电粒子在电场中的平衡以及匀变速直线运动，要注意正确受力分析是解题的关键，同时明确加速度在力和运动中的桥梁作用．

    练习册系列答案
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    A．$\frac{4{g}^{3}{T}^{4}}{G{π}^{4}}$B．$\frac{{g}^{2}{T}^{3}}{G{π}^{3}}$C．$\frac{g{T}^{2}}{G{π}^{2}}$D．$\frac{{g}^{3}{π}^{4}}{G{T}^{2}}$

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    C．动能的改变量9.95×10-3JD．动能的改变量9.65×10-3J

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