Question

11．如图所示，匀强电场的场强方向与竖直方向成α角，一带电荷量为q，质量为m的小球，用绝缘细线固定在竖直墙上，小球恰好静止在水平位置．求
（1）小球所带电荷的电性及场强的大小；
（2）若将细线突然剪断，小球在电场力和重力作用下做何种性质的运动？加速度为多大？

Answer 1

分析 （1）根据小球的受力情况和平衡条件，分析其电性．由受力平衡列方程求出场强大小．
（2）剪断线后小球受力恒定，将做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律求加速度．

解答 解：（1）根据受力分析（如图），则知小球带负电．
根据平衡条件得 mg=Eqcosα
得 E=$\frac{mg}{qcosα}$
（2）将细线突然剪断，小球将做初速度为零的匀加速直线运动
根据牛顿第二定律得：a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=$\frac{T}{m}$=$\frac{mgtanα}{m}$=gtanα
答：
（1）小球所带负电荷，场强的大小为$\frac{mg}{qcosα}$；
（2）若将细线突然剪断，小球在电场力和重力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为gtanα．

点评 正确对小球受力分析是解决本题的关键，小球的运动情况要根据受力情况来判断．小球从静止开始将沿合外力方向运动．