Question

【题目】如图所示，用细线将质量为m=4×10﹣3 kg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=2×104V/m的匀强电场，系统静止时，细线与竖直方向夹角37°．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

【答案】（1）小球带正电 （2）1.5×10﹣6C （3）12.5m/s2

【解析】试题分析：对小球受力分析，根据带电小球处于静止状态，确定电场力的方向，即可判断小球的电性；根据平衡条件，将小球的重力进行分析，列式求解即可；剪断细线后带电小球只重力和电场力，这两个力都是恒力，而且不变，根据牛顿第二定律求解加速度。

（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°

带入数据解得：q =1.5×10﹣6C。

（3）由受力图可知细线的拉力为：

如果剪断细绳小球所受的合力与F大小相等，方向相反

根据牛顿第二定律求得加速度为：