Question

【题目】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：

(1)小球带电荷量是多少？

(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？

(3)若突然撤去电场，丝线所受最大拉力是多大？

Answer 1

【答案】(1)(2) (3)

【解析】

(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示

Fsinθ＝qE

Fcosθ＝mg

联立解得：

tanθ＝

故

q＝.

(2)细线的拉力为

F＝

而剪断丝线后小球的加速度

a＝＝

由几何关系得，小球碰到金属板运动的距离为

s＝

又由

s＝at2＝＝

(3)小球摆到最低点时丝线所受拉力最大，小球下落至最低点：

mgL(1-)=mv2

最低点：

T-mg=m

解得：

T=3mg-2mg

依据牛顿第三定律 丝线所受拉力为

T=3mg-2mg